低バックグラウンド・大容積微細飛跡検出器による方向に感度を持った暗黒物質探索実験

• 研究課題/領域番号: 23684014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 身内 賢太朗 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80362440)
• 連携研究者: 関谷 洋之 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (90402768)
• 研究協力者: 中村 輝石 京都大学, 大学院理学研究科, 研究員
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2011年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
• キーワード: 暗黒物質 / 宇宙線 / 素粒子実験 / 地下実験 / 放射線検出器 / ガス検出器 / TPC / 低放射能技術 / 測定技術

研究成果の概要

宇宙の組成の約1/4をしめる未発見素粒子「暗黒物質」の正体解明のために、暗黒物質との弾性散乱で原子核に与えられたエネルギーを測定する「直接」探索実験が世界中で進められている。本研究では低バックグラウンド大容積の微細飛跡検出器を製作、神岡地下実験室で長期間の観測により方向に感度を持つ暗黒物質直接探索実験を世界最高感度で行うことを目的とした。実際に最初の2年間で低バックグラウンド材料を用いた検出器を製作、新規に冷却活性炭を用いたガス循環システムを導入し、詳しく性能評価を行った。その後神岡地下実験しつで観測を行い、方向に感度を持つ手法としての暗黒物質に対する最高感度を更新、PTEP誌に掲載された。

研究成果

• [雑誌論文] Direction-sensitive dark matter search with gaseous tracking detector NEWAGE-0.3b (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiseki Nakamura, Kentaro Miuchi, Toru Tanimori, Hidetoshi Kubo, Atsushi Takada, Joseph D. Parker, Tetsuya Mizumoto, Yoshitaka Mizumura, Hironobu Nishimura, Hiroyuki Sekiya, Atsushi Takeda, Tatsuya Sawano, Yoshihiro Matsuoka, Shotaro Komura, Yushiro Yamaguchi, and Takashi Hashimoto
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2015 号: 4 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1093/ptep/ptv041
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of Gas Avalanche in a Micro Pixel Chamber using Garfield++ (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Takada, T. Tanimori, H. Kubo, J. D. Parker, T. Mizumoto, Y. Mizumura, S. Iwaki, T. Sawano, K. Nakamura, K. Taniue, N. Higashi, Y. Matsuoka, S. Komur a, Y. Sato, S. Namamura, M. Oda, S. Sonoda, D. Tomono, K. M iuchi, S. Kabuki, Y. Kishimoto, S. Kurosawa
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 8 号: 10 ページ: C10023-C10023
  • DOI: 10.1088/1748-0221/8/10/c10023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial resolution of a μPIC-based neutron imaging detector (2013)
  • 著者名/発表者名: J.D.Parker, T.Tanimori et al.
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. & Meth. A 巻: 726 ページ: 155-161
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] NEWAGE (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, K. Miuchi, T. Tanimori, H. Kubo, T. Mizumoto, J. D. Parker, A. Takada, H. Nishimura, H. Sekiya, A. Takeda, T. Sawano, Y. Matsuoka, S. Komura, Y. Yamaguchi and S. Nakaura
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series Volume 469 012003h 1109.3099 DOI: 巻: 469 ページ: 12003-12003
  • DOI: 10.1088/1742-6596/469/1/012003
• [雑誌論文] 方向に感度を持つ暗黒物質探索実験 NEWAGE (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村輝石、身内 賢太朗
  • 雑誌名: (高エネルギーニュース 第31巻 2013年 4-6月) 巻: 31 ページ: 287-295
• [雑誌論文] Neutron imaging detector based on the ￥mu-PIC micro-pixel chamber (2012)
  • 著者名/発表者名: J.D. Parker, , K. Hattori, H. Fujioka, M. Harada, S. Iwaki, S. Kabuki, Y. Kishimoto, H. Kubo, S. Kurosawa, K. Miuchi, T. Nagae, H. Nishimura, T. Oku, T. Sawano, T. Shinohara, J. Suzuki, A. Takada, T. Tanimori, K. Ueno
  • 雑誌名: NIMA 巻: 9 ページ: 23-31
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.08.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] NEWAGE (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Miuchi
  • 雑誌名: Proceedings of "CYGNUS 2011 : 3rd Workshop on directional detection of 巻: 53 ページ: 33-41
  • DOI: 10.1051/eas/0936034
• [雑誌論文] Low pressure gas study for a direction-sensitive dark matter search experiment with MPGD (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nakamura, K.Miuchi, S.Iwaki, H.Kubo, T.Mizumoto, H.Nishimura, J.D.Parker, T.Sawano, A.Takada, T.Tanimori, H.Sekiya, A.Takeda
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7 号: 02 ページ: C02023-C02023
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/02/c02023
  • 査読あり
• [学会発表] NEWAGE実験32:地下実験経過報告 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲田知大
  • 学会等名: 日本物理学会, 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] NEWAGE実験33:高感度化のための研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本
  • 学会等名: 日本物理学会, 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] NEWAGEにおけるラドンバックグラウンド (2015)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 「極低放射能技術」研究会
  • 発表場所: 兵庫県立淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2015-03-10
• [学会発表] 方向感度検出器の課題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 「極低放射能技術」研究会
  • 発表場所: 兵庫県立淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2015-03-10
• [学会発表] NEWAGE (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Miuchi
  • 学会等名: 7th international symposium on “large TPCs for low-energy rare event detection”
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] ガス飛跡検出器による暗黒物質探索実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 平成26年度宇宙線研究所共同利用研究成果発表研究会
  • 発表場所: 東京大学宇宙線研究所
  • 年月日: 2014-12-13
• [学会発表] Dark Matter (poster presentarion) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Miuchi
  • 学会等名: 11th Japanese-German Frontiers of Science Symposium(JGFoS)
  • 発表場所: Hotel INNSIDE by Melia BREMEN (Bremen, Germany)
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [学会発表] NEWAGE実験31:暗黒物質探索実験における反跳原子核の前後判定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口祐史郎
  • 学会等名: 日本物理学会, 秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学 本庄キャンパス
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] NEWAGE実験30:高感度化のための研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本隆
  • 学会等名: 日本物理学会, 秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学 本庄キャンパス
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] DM direct searches in JAPAN" (2014)
  • 著者名/発表者名: Keishi Hosokawa and Kentaro Miuchi
  • 学会等名: KUBEC International Workshop on Dark Matter Searches
  • 発表場所: Brusseles, Bergium
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] 低バックグラウンド技術を応用した方向感度を持つ暗黒物質探索の基礎研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 「地下素核研究」第一回研究会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパスシグマホール
  • 年月日: 2014-08-23
• [学会発表] 暗黒物質直接探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 基研研究会 素粒子物理学の進展2014
  • 発表場所: 京都大学 基礎物理学研究所
  • 年月日: 2014-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] NEWAGE実験28：低圧ガスを用いた新検出器による地下実験報告2 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村輝石
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] NEWAGE実験29：暗黒物質探索実験における 反跳原子核の前後判定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口祐史郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] NEWAGE (2014)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: CRCタウンミーティング
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパスメディアホール
• [学会発表] NEWAGE実験26： 2012年地下測定結果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
• [学会発表] NEWAGE実験27：低圧ガスを用いた新検出器による地下実験報告 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村輝石
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
• [学会発表] 暗黒物質研究の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 日本物理学会北陸支部講演会
  • 発表場所: 福井大学
• [学会発表] 直接探索の将来計画 (2013)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] ガス飛跡検出器による暗黒物質探索実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 平成25年度宇宙線研究所共同利用研究成果発表研究会
  • 発表場所: 東京大学宇宙線研究所
• [学会発表] NEWAGE実験25：次期地下実験用検出器の製作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村輝石
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会, 2013年03月27日,
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] NEWAGE (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Miuchi
  • 学会等名: Identification of Dark Matter(IDM12)
  • 発表場所: Chicago, USA
• [学会発表] NEWAGE (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Miuchi
  • 学会等名: Neutrinos and Dark Matter in Nuclear Physics(NDM12)
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] 地下実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 高エネルギー 春の学校
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖
  • 招待講演
• [学会発表] NEWAGE実験23： 2012年地下測定経過報告 (2012)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋の分科会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] NEWAGE実験24：次期地下実験用検出器の製作 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村輝石
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋の分科会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] NEWAGE (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Miuchi
  • 学会等名: CYGNUS 2011
  • 発表場所: Aussois, France
• [学会発表] NEWAGE実験21：原子核反跳の前後判定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 身内賢太朗
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
• [備考] NEWAGE
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.html
• [備考] 身内賢太朗
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~miuchi/work/work.htm
• [備考] NEWAGE
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.html
• [備考] 身内賢太朗
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~miuchi/work/work.htm
• [備考] NEWAGE
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.html
• [備考] 身内賢太朗
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~miuchi/work/work.htm
• [備考] NEWAGE実験
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.htm