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超伝導検出器を用いた軽い暗黒物質探索

研究課題

研究課題/領域番号 16K13794
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東北大学

研究代表者

石徹白 晃治  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (20634504)

研究分担者 美馬 覚  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (50721578)
研究協力者 中村 公亮  
細川 佳志  
鈴木 貴士  
大野 敦  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード超伝導素子 / 低温検出器 / 暗黒物質 / KID / 超伝導検出器
研究成果の概要

世界中でGeVスケールの質量を持つWIMP暗黒物質の直接探索実験が進んでいる. しかし, 非常な努力にも関わらずWIMP暗黒物質の兆候は発見されていない. そこで, 本研究では目先を変えて, 近年理論的な注目の集まるGeV以下の軽い暗黒物質に注目する. 軽い暗黒物質探索には低エネルギー閾値の検出器が必要になる. それを超伝導素子で実現するために, 作成環境, 低温環境, 読み出し環境を構築した. また, 放射線をあてて実際に検出器が放射線に応答することを定量的に確認した. これにより, 軽い暗黒物質を探る最初のステップを進むことができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

天文学・素粒子・宇宙論にとって重要な暗黒物質の正体を探るための新しい実験の可能性を示すことができた. 特に, 超伝導素子を使うことで, 既存の検出器より小型でかつ軽い暗黒物質を探索できることが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2017 2016

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Lumped element kinetic inductance detectors on CaF2 for neutrino-less double-beta decay and spin-dependent dark matter search2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ishidoshiro
    • 学会等名
      VCI2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] light DM2017

    • 著者名/発表者名
      細川佳志
    • 学会等名
      ダークマターの懇談会
    • 発表場所
      神戸大学 梅田キャンパス (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2017-01-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 二重ベータ崩壊探索と軽い暗黒物質探索へ向けた超伝導検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      新学術「地下素核研究」2017年領域研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導ボロメータによる0νββ及び軽いDMの探索2017

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      2017年度CRC将来計画タウンミーティング
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無ニュートリノ2重ベータ崩壊及び軽い暗黒物質探索を目指した超伝導放射線検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治, 細川佳志, 鈴木貴士, 大野敦, 美馬覚, 岸本康宏, 黒澤俊介
    • 学会等名
      超伝導エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機結晶を基材とした超伝導検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      SMART2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 0νββやダークマター探索に生かしたい!2017

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      TIAかけはし事業「簡単・便利な超伝導計測」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 希事象探索実験2016

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      Open-It若手研究会
    • 発表場所
      阿蘇プラザホテル(熊本県阿蘇市)
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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