3次元超伝導検出器が切り拓く究極の宇宙素粒子実験

2021 年度 審査結果の所見

• 研究課題/領域番号: 21K18150
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 田井野 徹 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40359592)
• 研究分担者: 石徹白 晃治 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (20634504) ; 美馬 覚 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (50721578)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2025-03-31

研究の概要

本研究では、最先端の超伝導検出器を直方体基板の複数面に配置した、「３次元量子型超伝導放射線検出器」の開発を行う。このような構造を持つ超伝導検出器は今まで存在しない。検出器の３次元化はバックグラウンド事象の劇的な削減を可能とする。この検出器を用いて、まだ探索が行われていない質量領域での暗黒物質探索を試みる。

学術的意義、期待される成果

量子型超伝導検出器を３次元配置してバックグラウンドを大幅に低減するアイデアは、本研究独自のものである。３次元的な半導体プロセスには困難が予想され、検出器製作の挑戦性は高い。計画通りの検出器が実現できれば、暗黒物質の未探索領域に大きく踏み込むことが可能となる。将来的にはニュートリノレス二重β崩壊の探索等への応用も期待できる。