| 研究課題/領域番号 |
20H00153
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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 |
高橋 忠幸 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (50183851)
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| 研究分担者 |
松本 重貴 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (00451625)
Melia Thomas 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (30814909)
渡辺 伸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (60446599)
内山 泰伸 立教大学, 人工知能科学研究科, 教授 (00435801)
米田 浩基 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (30881867)
Caradonna Pietro 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (10846520)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2023年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2022年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2021年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | ガンマ線天文学 / ダークマター / コンプトンカメラ / COSI衛星 / 多価イオン / ガンマ線偏光 / 多価重イオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
感度のギャプに埋もれて進展が妨げられている数100keVから数MeVの領域での宇宙物理学観測に革新をもたらすための新たなガンマ線宇宙望遠鏡の研究を行う。このエネルギー領域は、ブラックホールや低エネルギー宇宙線の研究、ダークマター探査などにおいて、極めて重要であるが、現在、観測ミッションが存在しない。本研究では、次世代半導体コンプトンカメラによるMeVガンマ線観測技術の確立をめざすと同時に、ダークマター探査のための理論研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
COSI衛星プロジェクトに参加し、暗黒物質探査チームを主導しMeVガンマ線領域での暗黒物質の探索戦略の検討作業を進めた。特に軽量暗黒物質の研究を行なった。バックグランドモニタ検出器(BTO)の開発の中核を担い、電子回路の開発を行い、重イオンに対する応答を実験的に調べた。多価重元素イオンからのX線偏光測定をSi/CdTeコンプトンカメラで実施した。大型のCMOS-Siハイブリッド素子と2 mm厚のCdTe両面ストリップ検出器を組み合わせたコンプトンカメラをシステムとして完成させ、電子の飛跡の定量化に重点を置いた実験を行なった。Si-CMOSセンサに用いる新しいROICチップの設計検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
COSI衛星は感度のギャップに埋もれて進展が妨げられている数100keV から数MeVの領域でのガンマ線天文学や軽い暗黒物質の間接探査に革新をもたらすことが期待される。暗黒物質の間接探査ではFermi衛星によるGeVガンマ線観測やXe検出器によっての深い探索によっても手がかりがえられていない状況の中で、MeVガンマ線において、GeVガンマ線と同レベルの観測を行うことが喫緊の課題となっており、本研究において実施した理論的考察は極めて重要である。多層Si/CdTeコンプトンカメラは、これまで適切な観測方法が存在しなかった多価重元素イオンからのX線や原子核からのガンマ線の偏光の測定法になりうる。
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