| 研究課題/領域番号 |
20K20919
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 暗黒物質 / 液体キセノン / 固体キセノン / 低温検出器 / 核偏極実験 / アクシオン / 検出器開発 / 非加速器素粒子物理 / 検出機開発 / 国際協力 / キセノン / TPC / 偏極 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの暗黒物質直接探索の主流であった液相キセノンに代わり、固相キセノンに着目してその基本的性質を調べ、固相を用いたタイムプロジェクションチェンバー(TPC）の試作を行う。まず、透明で大型の固相キセノン結晶を安定して生成する手法を確立し、光量、結晶軸、異方性などの固相キセノンの物理的特性を調べる。次に固相１相式または気相個相２相式TPCを試作し、TPCを用いた暗黒直接探索に関わる性能評価のほか、ラドンガス侵入度など固相特有の特性の研究を行う。
|
| 研究成果の概要 |
偏極キセノンを用いた固体キセノンタイムプロジェクションチャンバー(TPC)を構想し、方向感度のある暗黒物質直接探索や、アクシオンなどの新物理探索を検討した。この実現に向けて、石英ガラス容器中で液体キセノンを凍らせる固体キセノンTPCのデザインを行い、実際に高さ62mm、内径50mmの石英ガラスフランジ容器を製作し、これを内包する0.1L TPCの試作を行い、電場デザインを行った。また、偏極キセノンを使う冷中性子実験の専門家と検討会を行い、偏極キセノンを用いた暗黒物質探索や新物理探索の検討を行なった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
偏極という新しい物理量を用いた方向感度を持つ暗黒物質直接探索の検討を行ったが、感度が不足している事を改めて確認した一方、偏極キセノン実験の専門家とのつながりを得て、アクシオン探索など新たな研究の目を得る事ができた。固体キセノンTPC開発としては、石英容器を用いたプロトタイプTPCの設計・試作と、テストベンチの整備ができた。実際のキセノン固化まで進めなかったが、これらの経験と準備は次世代の超低放射性バックグランドを実現する密閉型液体キセノンTPC開発への先鞭ともなった。
|
