超微粒子原子核乾板による方向感度を持った暗黒物質探索実験

• 研究課題/領域番号: 25800140
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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, 学内共同利用施設等, 助教 (00608888)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 暗黒物質 / 超微粒子原子核乾板 / 方向感度測定 / 高分解能原子核乾板 / 原子核乾板 / 飛跡検出

研究成果の概要

本研究は、固体検出器である超高分解能原子核乾板による方向感度を持った暗黒物質探索実験を目的にしたものである。
国際共同実験の体制の構築を行い、日本とイタリアに独自の解析システムを構築した。このシステムを用いて、疑似的な暗黒物質シグナルを低速イオン照射で作り出し、検出効率および角度分解能の定量的な評価を行った。同時に独自シミュレータによる性能の定量的理解を進めた。並行して、精密事象解析法をプラズモン共鳴を用いて行えることを実証した。さらに、デバイス内部の微量放射性同位体の測定によって、内部バックグラウンドの定量的推定を行った。これら一連の研究により、本研究における基盤技術を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear emulsions as a very high resolution detector for directional dark matter search (2014)
  • 著者名/発表者名: N D'Ambrosio, N Di Marco, F Pupilli, A Alexandrov, G De Lellis, A Di Crescenzo, V Tioukov, C Sirignano, T Naka, T Asada, T Katsuragawa, M Yoshimoto, K Hakamata, M Ishikawa, K Kuwabara, A Umemoto, S Furuya, S Machii and Y Tawara
  • 雑誌名: JINST 巻: 9 号: 01 ページ: C01043-C01043
  • DOI: 10.1088/1748-0221/9/01/c01043
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of High Sensitivity Nuclear Emulsion and Fine Grained Emulsion (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaharaa, T. Asada, T. Naka, N. Naganawa, K. Kuwabara, M. Nakamura
  • 雑誌名: Nuclear Physics B (Proc. Suppl.) 巻: 253 ページ: 216-217
• [雑誌論文] Selective Detection of Low-Velocity Ions Using Nuclear Emulsion Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka, Ken'ichi Kuge, Mitsuhiro Nakamura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52, 112601 号: 11R ページ: 1-5
  • DOI: 10.7567/jjap.52.112601
  • NAID: 210000143067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detector developing for directional dark matter search with nuclearemulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: T Asada, T Naka, K. Kuwabara, T Katsuragawa, M Yoshimoto , K Hakamata, M Ishikawa, M. Nakamura, O. Sato, T. Nakano
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: 469 ページ: 12010-12010
  • DOI: 10.1088/1742-6596/469/1/012010
• [雑誌論文] Status and analysis system of directional dark matter search with nuclear emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Katsuragawa (Nagoya U.) , T. Naka (KMI, Nagoya) , T. Asada, M. Yoshimoto, K. Hakamata, M. Ishikawa (Nagoya U.)
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 巻: 469 ページ: 12004-12004
  • DOI: 10.1088/1742-6596/469/1/012004
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験(2)～解析装置の性能向上～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義，中竜大，浅田貴志，吉本雅浩，梅本篤宏，古屋俊二，待井翔吾，田中阿由菜，中村光廣，中野敏行，佐藤修，桑原謙一，田原譲，久下謙一
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験(3)～超解像技術を用いた飛跡解析法の研究開発～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅本篤宏，中竜大，浅田貴志，桂川貴義，吉本雅浩，古屋俊二，待井翔吾，田中阿由菜，中村光廣，中野敏行，佐藤修，桑原謙一，田原譲，久下謙一
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験(2)～全体報告～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志，中竜大，桂川貴義，吉本雅浩，梅本篤宏，古屋俊二，待井翔吾，田中阿由菜，桑原謙一，久下謙一，中村光廣，中野敏行，佐藤修，田原譲
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 超微粒子乳剤における潜像形成メカニズムの考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古屋駿二、中竜大、浅田貴志、桑原謙一、久下謙一
  • 学会等名: 画像関連学会連合会第一回秋季合同大会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 極短粒子線飛跡に対する原子核乾板の分解能評価とシミュレーション予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志、中竜大、桂川貴義、古屋駿二、吉本雅浩、桑原謙一、久下謙一、中村光廣
  • 学会等名: 画像関連学会連合会第一回秋季合同大会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 原子核乾板における局在表面プラズモン共鳴現象を用いた超解像飛跡解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅本篤宏、中竜大、浅田貴志、桂川貴義、吉本雅浩、中村光廣
  • 学会等名: 画像関連学会連合会第一回秋季合同大会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験に向けた開発状況1～デバイス開発状況～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中竜大，浅田貴志，桂川貴義，吉本雅浩，梅本篤宏，古屋駿二，待井翔吾，田中阿由菜，中村光廣，佐藤修，中野敏行，桑原謙一，田原譲，久下謙一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験に向けた開発状況2～検出効率に関する研究～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義，中竜大，浅田貴志，吉本雅浩，梅本篤宏，古屋俊二，待井翔吾，田中阿由菜，中村光廣，中野敏行，佐藤修，桑原謙一，田原譲，久下謙一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] 暗黒物質方向探索実験における表面プラズモン共鳴を利用した飛跡解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅本篤宏，中竜大，浅田貴志，桂川貴義，中村光廣
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] 超微粒子原子核乾板における低バックグラウンド化に向けた研究開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古屋駿二，中竜大，浅田貴志，久下謙一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] Fine grained nuclear emulsion and new readout system for dark matter search (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Asada
  • 学会等名: 26th International Conference on Nuclear Tracks in Solids
  • 発表場所: Kobe University
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [学会発表] 超高分解能原子核乾板を用いた方向感度を持つ暗黒物質探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中竜大
  • 学会等名: 早稲田大学セミナー
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] Latest Nuclear Emulsion Technology and Directional Dark Matter Search with Nuclear Emulsion (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: GSSI seminar
  • 発表場所: GSSI, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験における開発状況(1) ～テスト実験に向けた検出器開発とバックグラウンド測定状況～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中 竜大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] Combined analysis between the hard X-ray microscope and optical microscope for the directional dark matter search with high resolution nulcear emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Nulcear Emulsion Technology and Directional Dark Matter Study (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naka
  • 学会等名: KMI2013 International Symposium
  • 発表場所: 名古屋大学