高分解能原子核乾板による暗黒物質探索実験プロジェクトの推進

• 研究課題/領域番号: 23840018
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 中 竜大 名古屋大学, 高等研究院(現), 特任助教 (00608888)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 暗黒物質 / 高分解能原子核乾板 / 方向性検出 / 原子核乾板

研究概要

大質量の方向感度を持った暗黒物質探索実験を可能とする検出器として、これまでにない高分解能化された原子核乾板を用いることを提案し、研究開発を行った。 本課題において、代表者が中心となって、プロジェクトチームを編成し、種々の技術開発と実用化を推進した。特に、原子核乾板を構成するハロゲン化銀サイズを 20nm 程度まで微粒子化することに成功し、同時にさまざまな条件下でも安定した独自製造を可能とした。また、暗黒物質のシグナルとして期待されるサブミクロンの飛跡を自動解析するための光学顕微鏡ベースのシステムを実用化させ、中性子を用いたシグナル解析の自動化の実証を行うことができた。並行して、SPring8 にて、X線顕微鏡の開発も行い、高分解能の詳細解析システムを実用化させた。 これらの開発により、これまで困難であった検出器の独自製造から解析までの一連のシステムを実用化させ、テスト実験が可能なフェーズへ進ませることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Fine grained nuclear emulsion for higher resolution tracking detector (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naka (Nagoya U. (main)) , T. Asada, T. Katsuragawa, K. Hakamata, M. Yoshimoto, K. Kuwabara, M. Nakamura, O. Sato, T. Nakano (Nagoya U.) , Y. Tawara (KMI, Nagoya) G. De Lellis (INFN, Naples) , C. Sirignano (INFN, Padua) , N. D'Ambrossio (Gran Sasso)
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth. 巻: A718 ページ: 519-521
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.11.106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isospin Violating Dark Matter Search by Nuclear Emulsion Detector (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiko I. Nagao (KEK, Tsukuba) , Tatsuhiro Naka (Nagoya U.)
  • 雑誌名: PTEP 巻: 2013 号: 4 ページ: 2-2
  • DOI: 10.1093/ptep/pts098
  • 査読あり
• [雑誌論文] R&D Status of Nuclear Emulsion for Directional Dark Matter Search (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, M. Kimura, M. Nakamura, O. Sato, T. Nakano, T. Asada, Y. Tawara and Y. Suzuki
  • 雑誌名: EAS Publication Series 巻: Vol. 53 ページ: 51-58
• [雑誌論文] Submicron track readout in fine-grained nuclear emulsions under optical microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura and T. Naka
  • 雑誌名: NIM A 巻: 680 ページ: 12-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast neutron detection under intense gamma-ray fields with novel nuclear emulsion technique (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara , K. Takagi , H. Minato , J. Kawarabayashi , H. Tomita , S. Maeda , T. Naka , K. Morishima , T. Nakano , M. Nakamura , T. Iguchi
  • 雑誌名: Rad. Meas. 巻: RM4855_proof ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isospin Violating Dark Matter Search by Nuclear Emulsion Detector (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nagao and T. Naka
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics ページ: 1211-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submicron track readout in fine-grained nuclear emulsions using optical microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura (Toho U.) , T. Naka (Nagoya U.)
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth. A 巻: A680 ページ: 12-17
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.04.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast neutron detection under intense gamma-ray fields with novel nuclear emulsion technique (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara
  • 雑誌名: Radiation Measurement RM4855_proof 巻: 15 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] R&D Status of Nuclear Emulsion for Directional Dark Matter Search (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Naka, et al
  • 雑誌名: EAS publication series 巻: 53 ページ: 51-58
• [学会発表] Directional Dark Matter with Nuclear Emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 発表場所: SLAC, USA
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] Directional Dark Matter Search Project with Very High Resolution Nuclear Emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 発表場所: University of Bern, Switzerland
  • 年月日: 2013-01-16
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質方向性探索実験における開発状況(2)～全体報告～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中 竜大 他、
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 広島大
• [学会発表] Directional Dark Matter Search Project with Very High Resolution Nuclear Emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: Invited Seminar
  • 発表場所: University of Bern, Switzerland
  • 招待講演
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質方向性探索実験における開発状況(2)～全体報告～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中 竜大
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Directional Dark Matter Search with Nuclear Emulsion (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: IDM2012 conference
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] Directional Dark Matter Seach with Nulcear emulsion (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: Invitation Seminar at Padova University
  • 発表場所: Padova University,Italy
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Directional Dark Matter Seach with Nulcear emulsion (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: Seminar
  • 発表場所: Padova University, Itary(invited talk)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 高分解能原子核乾板による暗黒物質の方向性検出実験～開発状況～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 中竜大
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] R&D Status of Nuclear Emulsion for Directional Dark Matter Search (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, M. Kimura, T. Aasada, M. Nakamura, T. Nakano, O. Sato, Y. Tawara, Y. Suzuki
  • 学会等名: CYGNUS2011 conference
  • 発表場所: Aussois ,France
• [学会発表] Directional Dark Matter Seach with Nulcear emulsion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Naka
  • 学会等名: IDPASC dark matter work shop
  • 発表場所: Evora, Portugal
• [備考] 名古屋大学大学院理学研究科素粒子宇宙物理学専攻Ｆ研究室
  • URL: http://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/