| 研究課題/領域番号 |
19H00675
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
MARTENS Kai 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (20535025)
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| 研究分担者 |
竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40401286)
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
身内 賢太朗 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)
平出 克樹 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (10584261)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
40,690千円 (直接経費: 31,300千円、間接経費: 9,390千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2019年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
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| キーワード | neutron veto / dark matter / water Cherenkov / gadolinium sulfate / direct detection / gadolinium / neutron tagging / WIMP / solar axion / 暗黒物質 / 水チェレンコフ型検出器 / 中性子検出器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
暗黒物質(DM)の正体の解明は現代の物理学における最重要課題の一つである。有効質量約4tの液体キセノン検出器を用いたXENONnT実験は世界最高感度でのDM探索を行う。この実験ではDMによるキセノン原子核の反跳現象を探索するが、検出器内部の放射性不純物起因の中性子でも同様の現象が起こるため、中性子を同定する中性子検出器がDMの証拠を掴む鍵を握る。本研究ではスーパーカミオカンデで培われた中性子検出技術の初の転用例として、中性子検出器の建設や較正作業、安定な運転を行い、中性子による事象の80％以上を排除する。これで感度を一桁向上し、DM－核子散乱断面積2x10-48cm2の探索感度で発見を目指す。
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| 研究成果の概要 |
中性子は暗黒物質粒子の検出を模倣することができるため、XENONnTのような暗黒物質検出器には中性子拒否（NV）が必要である。
この助成金の下で、私たちはもともとスーパーカミオカンデのために神岡で開発されたEGADSガドリニウム水チェレンコフ技術に基づく新しいNV技術を開発し、実装しました。
私たちはこの新しいNVをXENONnT暗黒物質実験に設置し、試運転に成功しました。このNVは、現世代の液体キセノン暗黒物質実験でこれまでに発表された唯一のブラインド暗黒物質分析に貢献しました。この実験では、現世代の液体キセノン暗黒物質実験がこれまでに発表した唯一のブラインド暗黒物質解析が行われた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
While our new technology greatly reduces the environmental risk from a neutron veto leak alone, the scientific reach of the whole detector is the same. And finding dark matter particles will surely change our understanding of the universe and the role matter plays in it.
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