高圧キセノンガス検出器によるミグダル効果の実験的検証

• 研究課題/領域番号: 24K00652
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中村 輝石 東北大学, 理学研究科, 助教 (80750463)
• 研究分担者: 東野 聡 神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (00895469)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2028年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2027年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2025年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: ミグダル効果 / 暗黒物質 / キセノンガス検出器 / 中性子

研究開始時の研究の概要

本研究の目的は『原子核散乱に伴うミグダル効果の観測』である。ミグダル効果とは、原子核が軌道電子が追従できないくらい急速に動く際に、電子が高いエネルギー状態となり電離や励起が起きる現象である。ミグダル効果を暗黒物質探索の解析に利用すると感度が飛躍的に向上する。量子力学の計算からミグダル効果の存在は古くから予言されているが、実験的な難しさから、原子核散乱に伴うミグダル効果の観測例はない。我々はミグダル効果で電離が起きたときに発生する特性X線に着目し、独自に開発している高圧キセノンガス検出器に中性子ビームを照射し、原子核散乱に伴うミグダル効果の世界初観測を目指す。