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2022 年度 実績報告書

水チェレンコフ中性子検出器によるXENONnT実験での暗黒物質直接探索の高感度化

研究課題

研究課題/領域番号 19H00675
研究機関東京大学

研究代表者

MARTENS Kai  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (20535025)

研究分担者 竹田 敦  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40401286)
伊藤 好孝  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
身内 賢太朗  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードdark matter / neutron veto / water Cherenkov
研究実績の概要

Our XENONnT (XnT) experiment's first physics results were published in FY2022. Our paper on the double-weak processes of two-neutrino double-electron capture in 124Xe and neutrinoless double beta decay in 136Xe yielded became an Editor's Suggestion in PRC, improving in particular the 124Xe lifetime measurement based on our 7 sigma signal.
Following up on the published XENON1t electron recoil (ER) signal our XENONnT ER PRL demonstrates XnT's leadership in cleanliness by eliminating any new physics explanation of the X1T signal - while showing that at the lowest energies XnT is clearly leading the world among the current generation of liquid xenon (LXe) experiments.
XnT's nuclear recoil (NR) publication, an "Editor's Suggestion", "Featured in Physics", and published in PRL back-to-back with the first LZ NR results, our main competitor's. So far our NR publication is the only one adhering to the agreed upon industry standard: To only publish results derived from blind analyses.
Despite the fact that our XENON collaboration is still contemplating access to XnT's time projection chamber, which would result in the loss of all ultra-pure gadolinium sulfate octahydrate already dissolved in XnT's veto counter systems, we also successfully demonstrated this first application of Kamioka's technology in a neutron veto for dark matter searches, albeit at currently only 10% of the target concentration - nonetheless a resounding success that will be detailed in a forthcoming instrument paper.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] LNGS/Bologna University/Napoli University(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      LNGS/Bologna University/Napoli University
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] MPIK Heidelberg/University of Muenster/Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      MPIK Heidelberg/University of Muenster/Karlsruhe Institute of Technology
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] Columbia University/The University of Chicago/UC San Diego(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Columbia University/The University of Chicago/UC San Diego
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] Subatech/LPNHE Paris(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Subatech/LPNHE Paris
  • [国際共同研究] University of Zuerich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Zuerich
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      7
  • [雑誌論文] First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment2023

    • 著者名/発表者名
      Aprile E. et al., XENON Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: 041003-1 9

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.041003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Double-weak decays of 124Xe and 136Xe in the XENON1T and XENONnT experiments2022

    • 著者名/発表者名
      Aprile E. et al.、XENON Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 106 ページ: 024328-1 19

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.106.024328

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for New Physics in Electronic Recoil Data from XENONnT2022

    • 著者名/発表者名
      Aprile E. et al.、XENON Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 129 ページ: 161805-1 10

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.161805

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Liquid Xenon Dark Matter searches2023

    • 著者名/発表者名
      Kai Martens
    • 学会等名
      31st International Symposium on Lepton Photon Interactions at High Energies
    • 国際学会
  • [備考] XENON Dark Matter Project

    • URL

      https://xenonexperiment.org/

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公開日: 2024-12-25  

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