| 研究課題/領域番号 |
19K14737
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
土川 雄介 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究職 (60796423)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 検出器 / マルチアノード型光電子増倍管 / 中性子 / ガンマ線 / シンチレータ / MA-PMT / 無機シンチレータ / X(17) / 小型電磁カロリメータ / 軽い新粒子 / X ボソン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、近年報告された17MeV程度の非常に軽い質量をもつボソンをはじめとする新粒子の探索・検証を主目的とした、小型大立体角電磁カロリメータ検出器の開発を目指し、そのプロトタイプ検出器の研究開発を行う。
本検出器は、シンチレータとマルチアノード光電子増倍管を組み合わせることで入射粒子のエネルギー及び位置検出を行い、持ち運び可能な小型検出器としての開発を目指している。これにより将来的には、異なる実験施設に持ち運び、多彩なチャンネルでの未知粒子探索を行うことを目標とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、電子・陽電子等の複数粒子崩壊事象を測定する小型大立体角検出器の実現可能性を検証するために、BGOやリチウムガラスをはじめとした複数のシンチレータとマルチアノード型光電子増倍管等を組み合わせた、エネルギー位置同時測定型検出器としての性能を調査した。最終的な検出器の設計では各種分解能のバランスが重要となるが、それを検討するためのパラメータを得たことで、シンチレータを用いた位置分解能を有する多チャンネル検出器の実現に向けた見通しが得られたと言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々の宇宙には未だ発見されていない新粒子が数多く存在しているであろうことが、WMAPやプランクを始めとした人工衛星による観測結果から強く信じられている。しかしながら、現在においてもそのような粒子の発見、実証はなされておらず、高エネルギー加速器を用いた実験をはじめとして、世界中で探索実験が続いている。未知粒子探索が未だ難航している理由の一つには、未知粒子の予言質量が数MeVから数百MeVと非常に幅広いことが挙げられる。2016年にハンガリーで報告された新粒子候補は十MeVオーダーと非常に軽いものであった。本研究では、このような軽い新粒子探索に有用な検出器の実現可能性を調査した。
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