公募研究
学術変革領域研究(A)
申請者独自の「イベント駆動型X線SOIPIX」を用いる２つのアクシオン探索実験，すなわちテーブルトップ型の「ISAI実験」と，次世代硬X線衛星FORCEによる「ALPINE観測」を開始する． それぞれの実験は原子核または光子との相互作用に特化しており，相互作用の混合の不定性が無い．ISAI実験で従来を超える感度でアクシオンを探索し，アクシオンの質量や原子核との相互作用の強さに対し，過去最高の制限をつける．さらにISAI実験で得た知見から，衛星搭載用SOIPIXの高性能化を行い，FORCE衛星とALPINE観測の実現性を高める．
2020年6月，XENON1T実験より太陽アクシオン起源と解釈可能な信号が初めて得られた．アクシオン以外の可能性も残るが，アクシオン起源であった場合には，電子，光子，原子核それぞれとの相互作用の混合と解釈される．アクシオンの背後の物理を探るには，相互作用ごとに特化した測定が喫緊である．そこで独自の「イベント駆動型X線SOIPIX」を用いる２つの実験，テーブルトップ型の「ISAI実験」と次世代硬X線衛星FORCEによる「ALPINE観測」を開始する．それぞれの実験は原子核または光子との相互作用に特化しており，混合の不定性が無い．ISAI実験で従来を超える感度でアクシオンを探索し，アクシオンの質量や原子核との相互作用の強さに対し，過去最高の制限をつける．さらにISAI実験で得た知見から，衛星搭載用SOIPIXの高性能化を行い，FORCE衛星とALPINE観測の実現性を高める．2年間の研究実績として，(1) 本研究開始前までに行っていた全体の構成の検討をさらに進め，それぞれのコンポーネントの間のインターフェースを決定した．(2)実験に必要な装置の導入を行った．すなわち，低温動作させ暗電流を抑えるために必要な恒温槽，太陽アクシオンの標的となるFe-57箔，必要なイベント駆動型X線SOIPIXの確保，読み出し回路基板の確保， アクティブシールドの部材の製造などである．別途確保した科研費で，カメラ部の無酸素銅やFe-57箔フォルダの製造も行った．(3) SOIPIX素子の性能向上にもつとめ，アナログ出力波形の改善を行った新しい大型素子XRPIX-Xの製造を行った．以上の開発研究から，コミッショニングに必要な準備は終了することができた．これが本研究の実績である．本研究に引き続き，同じ学術変革領域の公募研究として新たに採択されたので，太陽アクシオン観測を開始する．
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (47件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件)
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