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2016 年度 実績報告書

低バックグラウンド技術を応用した方向感度をもつ暗黒物質探索の基礎研究

計画研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 26104005
研究機関神戸大学

研究代表者

身内 賢太朗  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)

研究分担者 中 竜大  名古屋大学, 現象解析研究センター, 特任助教 (00608888)
田中 雅士  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 次席研究員(研究院講師) (30545497)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード暗黒物質 / 地下実験 / 低放射能技術
研究実績の概要

本研究では、方向に感度を持つ暗黒物質研究の為の低バックグラウンド(BG)化による基礎研究を総合的に行う。ガスを用いた高精度な手法(SD探索、SI探索)、相補的である原子核乾板を使用した大質量検出器の開発を合わせて研究を進めることで国内技術を結集、当該分野で世界をリードしてゆく。
①(SD探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験は、スピンに依存した探索(SD探索)においてガス検出器μPICを用いた研究が進んでいる。平成28年度は低バックグラウンド材料を用いたμPICの実機製作を行うという計画を立て、実際に30㎝角μPIC実機の製作に成功した。
②(SI探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験において、スピンに依存しない探索(SI探索)は、性質のよいガスがないため、SD探索と比較して遅れている。平成28年度はアルゴンガスを用いた磁場中での検出器試験を行うという計画を立て、暗黒物質探索実験で必要となる低圧力・磁場中での動作確認、電子拡散などの測定をおこなった。
③(大質量探索)原子核乾板を用いた暗黒物質探索実験は、質量を稼げるという長所がある。平成27年度には14Cを含めた総合的なバックグラウンドの評価を行い、検出器の低バックグラウンド化を進めた。またグランサッソ研究所へ実験提案文書を提出、地下実験の準備を開始した。並行して、解析システムの高度化において、局在表面プラズモン共鳴効果を用いた新たな解析システムをナポリ大と共同で進め、実用的なデータ取得が可能となった。さらに、kgスケール解析を目指した高速解析システムの開発も開始した。
④これまでの本計画研究主催の若手研究会を通じて、地下環境での中性子バックグラウンド測定が領域全体に資する重要な測定となることが分かった。平成28年度には、田中を中心として神岡地下実験施設での中性子バックグラウンドの測定を開始した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

実績の概要に記した通り、3つの計画とも計画通りに研究が進んでいる。平成28年度は、地下実験施設での中性子バックグラウンドの測定という進展があったために(1)とした。

今後の研究の推進方策

今後とも研究分担者との連携を密にして、計画通り研究を進める。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] シェフィールド大(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      シェフィールド大
  • [国際共同研究] ハワイ大/ニューメキシコ大/Wellesley 大(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハワイ大/ニューメキシコ大/Wellesley 大
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] INFN-LNF/ナポリ大/INFN-Roma1(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN-LNF/ナポリ大/INFN-Roma1
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] メルボルン大/Australian National University/アデレード大(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      メルボルン大/Australian National University/アデレード大
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] Xinjiang Astronomical Observatory(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Xinjiang Astronomical Observatory
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] 地下素核実験のための中性子測定コンソーシアム2017

    • 著者名/発表者名
      田中雅士、帝釈稜介、鈴木優飛、吉本雅浩、
    • 雑誌名

      高エネルギーニュース

      巻: 35 ページ: 229-237

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiation Detectors for Direct Dark Matter Search2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 11 ページ: 1-7

    • DOI

      10.7566/JPSCP.11.040001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direction-Sensitive Dark Matter Search Using Micro Time-Projection-Chamber2016

    • 著者名/発表者名
      Ryota Yakabe, Yushiro Yamaguchi, Kentaro Miuchi, Kiseki Nakamura, Shota Nakaura, Takashi Hashimoto, Tomonori Ikeda, Ryosuke Taishaku
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc

      巻: 11 ページ: 1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.11.040002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Readout technologies for directional WIMP Dark Matter detection2016

    • 著者名/発表者名
      J.B.R. Battat, I.G. Irastorza, … K. Miuchi(57番目)… T. Naka(63番目) 全93名
    • 雑誌名

      Physics Reports

      巻: 662 ページ: 1-46

    • DOI

      10.1016/j.physrep.2016.10.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NEWAGE:方向に感度を持つダークマター直接探索実験2016

    • 著者名/発表者名
      中村輝石、身内 賢太朗
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 71 ページ: 469

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nuclear Emulsions for Dark Matter Detection2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tani and T. Naka
    • 雑誌名

      Rad. Meas.

      巻: 95 ページ: 31-36

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2016.10.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光学顕微鏡とX線顕微鏡を利用した、原子核乾板上にトラックされたサブミクロン粒子飛跡 の検出2016

    • 著者名/発表者名
      中竜大、田原譲、浅田貴志、桂川貴義、吉本雅浩、梅本篤宏
    • 雑誌名

      日本光学会誌”光学”

      巻: 45 ページ: 355-357

    • 査読あり
  • [学会発表] NEWAGE2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      caastro-coepp joint workshop
    • 発表場所
      School of Physics, University of Melbourne, Melbourne, VIC, Australia
    • 年月日
      2017-01-30 – 2017-02-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Review of direction-sensitive dark matter search2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      Physics in LHC and early universe
    • 発表場所
      Univ. of Tokyo (東京都、文京区)
    • 年月日
      2017-01-09 – 2017-01-11
    • 国際学会
  • [学会発表] NEWAGE2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      ICHEP 2016
    • 発表場所
      Chicago US
    • 年月日
      2016-08-03 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] The technical improvements on NEWS experiment2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asada
    • 学会等名
      IDM 2016
    • 発表場所
      Sheffield, UK
    • 年月日
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] NEWAGE2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      IDM 2016
    • 発表場所
      Sheffield, UK
    • 年月日
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] XMASS/NEWAGE Dark Matter Search2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      Kick Off Symposium for Honolulu Office of Kobe University
    • 発表場所
      Honolulu Office of Kobe University, Hawaii,USA
    • 年月日
      2016-06-30 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] NEWS: Nuclear Emulsions for WIMP Search2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yoshimoto
    • 学会等名
      28th Rencontres de Blois on Particle Physics and Cosmology
    • 発表場所
      Chateau Royal de Blois, Blois, France
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-05-31
    • 国際学会
  • [学会発表] NEWAGE2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      International Symposium on “Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2016”
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo, Japan(東京都、文京区)
    • 年月日
      2016-05-11 – 2016-05-13
  • [備考] NEWAGE

    • URL

      http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.html

  • [備考] B02 低バックグランド技術を応用した方向感度をもつ暗黒物質探索の基礎研究

    • URL

      http://www.lowbg.org/ugnd/?page_id=49

  • [備考] B02 低バックグランド技術を応用した方向感度をもつ暗黒物質探索の基礎研究

    • URL

      http://www.lowbg.org/ugnd/?page_id=851

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公開日: 2018-01-16  

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