| 研究領域 | ニュートリノフロンティアの融合と進化 |
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| 研究課題/領域番号 |
25105007
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
金 信弘 筑波大学, 数理物質系, 特命教授 (50161609)
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| 研究分担者 |
武内 勇司 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00375403)
吉田 拓生 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (30220651)
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| 研究期間 (年度) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| キーワード | 宇宙背景ニュートリノ / ニュートリノ質量 / 超伝導トンネル接合素子検出器 / 宇宙赤外線背景輻射 / 左右対称模型 / SOI極低温増幅器 / ハフニウムSTJ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，宇宙背景ニュートリノの崩壊探索を行うために，ニュートリノ崩壊時に発生する25meV程度の遠赤外線光を一光子ごとに2％以下の精度でエネルギーを測定できるNbとAlを素材とする超伝導トンネル接合素子（STJ）検出器と分光素子を組み合わせた観測装置の開発を行ってきた。宇宙赤外線観測ロケット実験のために，STJ検出器試作機で性能試験を行い，下記の項目について開発を進めてきた：Nb/Al-STJ検出器自体については，製作方法を改善することによって，ロケット実験のための実験要求値であるリーク電流0.1nAを下回るSTJの作成に成功した。これによって，信号ノイズ比は大幅に改善した。さらに信号ノイズ比を改善するために，STJ検出器の直近に設置できる極低温0.4Kで動作するSOI技術を用いた前置増幅器の開発を行い，Nb/Al-STJの光応答信号を70倍に増幅することに成功し，信号ノイズ比を改善した。またSOI前置増幅器の基板上にNb/Al-STJを作成して，SOI-STJ一体型検出器プロトタイプの基本動作が正常であることを確認した。ロケット搭載に向けて，冷凍機の試作，光学系機器のシミュレーションを行い，設計を進めた。ニュートリノ崩壊探索ロケット実験のシミュレーションを行い，ロケット搭載用極低温赤外線観測装置の設計を進めた。以上のように着実に宇宙背景ニュートリノ崩壊探索ロケット実験のための検出器開発を行い，成果を収めた。
将来の人工衛星搭載実験に向けて，Nb/Al-STJ開発と並行して，Nb/Al-STJよりエネルギー分解能の高いHf-STJ検出器の開発研究を行った。Hf-STJ検出器のリーク電流を一桁下げることに成功し，可視光レーザーパルスに対する光応答を観測することに成功した。
これらの研究成果を国際会議等で報告し，会議での情報交換を検出器開発・実験設計の推進に反映させた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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