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2016 年度 実施状況報告書

超伝導検出器を用いた軽い暗黒物質探索

研究課題

研究課題/領域番号 16K13794
研究機関東北大学

研究代表者

石徹白 晃治  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (20634504)

研究分担者 美馬 覚  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 特別研究員 (50721578)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード暗黒物質
研究実績の概要

近年の急速な宇宙論的観測の進展により, 通常の物質は宇宙全体の僅か4.9%のみであるのに対して, 27%もの暗黒物質が存在していることが明らかになった. それ以降, 世界中で暗黒物質の直接探索実験が加速的に進んでいる. 直接探索実験は, 弱く相互作用をする比較的重い暗黒物質(WIMP)や" アクシオン" に焦点を当てて進められて来た. しかし, 非常な努力に関わらず暗黒物質の兆候は未だ発見されていない. そのために, 最近は理論的な注目が比較的軽い(keV{MeV スケール) 暗黒物質に集まっている. そのような状況のなか, 超伝導クーパー対解離を応用した新しい超伝導放射線検出器を開発し, その原理を検証するのが本研究の目的である.
初年度である平成28年度には, 冷凍機の準備, KID型超伝導検出器の開発, 超伝導検出器の読み出し系の整備などを行った. 冷凍機は約半日後に0.3Kに到達し, 100時間以上継続して運転できることを確認した. また, CALDER (cryogenic light detector for rare events search)実験を参考に, 暗黒物質に感度を持つKID型超伝導検出器のデザインを開始した. まだ, デザインの最適化は完了していなが, デザイン方法に関しては十分なノウハウを蓄積することができた. 読み出しはKEKがCMB実験用に開発したスキームを応用することを想定している. KEK CMBグループの承諾のもと専用電子回路と読み出しソフトウェアを得た. 現在, 本実験で使用するための準備を進めている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本来の用途にそった超伝導検出器ではないが, 別用途用の超伝導検出器を動かすことに成功している. また, 暗黒物質実験用の超伝導検出器のデザインも順調, おおむね研究は順調に進展している.

今後の研究の推進方策

今年度中に暗黒物質探索実験用にデザインした超伝導検出器を動かせて, その動作原理を検証する予定である.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] light DM2017

    • 著者名/発表者名
      細川佳志
    • 学会等名
      ダークマターの懇談会
    • 発表場所
      神戸大学 梅田キャンパス (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2017-01-27 – 2017-01-28
  • [学会発表] 希事象探索実験2016

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      Open-It若手研究会
    • 発表場所
      阿蘇プラザホテル(熊本県阿蘇市)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-27

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公開日: 2018-01-16  

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