| 研究課題/領域番号 |
17H02884
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
関谷 洋之 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90402768)
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| 研究分担者 |
山路 晃広 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20779722)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / シンチレータ / ボロメータ / 素粒子実験 / 宇宙線 / シンチレーター |
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| 研究成果の概要 |
宇宙の暗黒物質は白鳥座の方向から降り注ぐと考えられることから、暗黒物質を探索するには方向感度をもった検出器が有効である。ZnWO4という結晶は粒子の入射方向によって発光量が異なることが知られていたが、実際に暗黒物質と同様に電荷をもたない中性子を用いてその性質を確認することができた。さらにその発光の減衰する時間も発光量と同じように入射方向依存性があることを発見した。そして、この結晶を極低温まで冷却して発光量と粒子入射による温度上昇を同時に測定したところ、低温で室温と同じような発光量の入射方向依存性を確認できた。また入射粒子の種類も識別でき、暗黒物質検出器としての応用に道が開けた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙の物質の80%を占めることが分かっている暗黒物質を直接検出する試みは40年にわたり世界中で続けられているが、未だ発見できていない。そもそも様々なノイズと暗黒物質の信号を明確に見分ける手法についての研究自体は深く追求されておらず、とにかくノイズを低減することに注力されている状況である。本研究では、地球の銀河中の回転運動によって生じている暗黒物質の到来方向の特徴を積極的にとらえる手法を検証した。具体的には粒子の入射方向によって発光量の異なる結晶を極低温に冷却することで、地球の自転に基づく暗黒物質による信号の日周変化を捕らえる手法を提案することができた。
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