新手法を用いたラインガンマ線用コンプトンカメラによる宇宙暗黒物質の探索

• 研究課題/領域番号: 26610055
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 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: 茨城大学
• 研究代表者: 片桐 秀明 茨城大学, 理学部, 准教授 (50402764)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: ガンマ線 / 暗黒物質 / コンプトンカメラ / シンチレータ― / 陽電子 / シンチレーター

研究成果の概要

511keVのラインガンマ線は、暗黒物質の対消滅反応の際に生成される陽電子が電子と対消滅することで放射されるため、暗黒物質の起源に制限をかけることができると考えられる。本研究では、シンチレーター結晶を用いた511keVのガンマ線に特化したコンプトン型の高感度カメラの実現可能性の検証を目的とした。様々なシンチレーター結晶と光検出器によるエネルギー分解能、角度分解能の実測を行い、その結果を用いて検出器シミュレーションによって性能を評価した結果、有効面積や角度分解能としては期待されるものが実現できる可能性は示唆できたが、チャンネル数が膨大になってしまうという課題が残った。

研究成果

• [雑誌論文] γI(ガンマアイ) による電子陽電子対消滅ラインガンマ線の探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片桐, 秀明; 加賀谷, 美佳; 佐藤, 亘; 柳田, 昭平; 吉田, 龍生; 若松, 諒; 榎本, 良治; 村石, 浩; 渡辺, 宝; 内田, 智久; 田中, 真伸
  • 雑誌名: 大気球シンポジウム: 平成27年度 巻: isas15-sbs-036
  • NAID: 120006831971
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] シンチレーターを用いた宇宙ラインガンマ線用コンプトンカメラの基礎開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片桐 秀明
  • 雑誌名: 平成27年度東京大学宇宙線研共同利用研究成果発表会 巻: ―
• [学会発表] コンプトンカメラに用いる無機シンチレータの エネルギー分解能の測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 亘
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 茨城大学日立キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21