| 研究課題/領域番号 |
20H01931
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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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| 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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
風間 慎吾 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (40736592)
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| 研究分担者 |
山下 雅樹 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (10504574)
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / 極低放射能技術 / キセノン / 光センサー / ラドン / 半導体光検出器 / 極低放射能 / MPPC / 液体キセノン / SiPM / 石英 / 光検出器 / ハイブリッド光検出器 / 高抵抗薄膜 / TPC / 透明導電膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、暗黒物質の発見において鍵を握る極低放射能技術の開発を行う。暗黒物質の直接探索は、現在液体キセノンを用いた探索が世界最高感度での探索を続けているが、放射性ラドンや中性子に起因した背景事象により、暗黒物質の発見感度が制限されている。本研究では、密閉型石英容器を用いた液体キセノン検出器の実現、透明導電膜を用いたTime Projection Chamber(TPC)の開発、さらには光電子増倍管(PMT)とシリコン半導体光検出器(MPPC)をハイブリッドに用いた新たな光検出器(SiPMT)の開発を行うことで、液体キセノンを用いた暗黒物質探索の高感度化を行う。
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| 研究成果の概要 |
TeVスケールの質量を持ち、かつ1e-48cm2の非常に小さな散乱断面積を持つ暗黒物質の発見のためには、中性子や放射性ラドンなどの背景事象を一切排除した極低放射能環境を実現することが不可欠であり、本研究では、中性子BGを低減するため光電子増倍管(PMT)とシリコン半導体光検出器(MPPC)をハイブリッドに用いた新たな光検出器の開発を行い、また高純度な石英ガラスを用いた密閉型液体キセノン検出器の開発を行い、中性子・放射性ラドンを排除するための検討を行なった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、既存の光電子増倍菅(PMT)やシリコン半導体光検出器に取って代わる新たな光センサーの提案とその開発を行なった。この光センサーはPMTと比べて必要となる部品が少ないため、原理的に低放射能化が可能であり、かつ、価格コストも抑えることができ産業面において魅力的な光センサーとなることが予想される。本研究では、その実現に向けて不可欠となる発光部材の選定を行なった。
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