原子核乾板による暗黒物質の検出 ーグランサッソー地下の中性子ＢＧの測定ー

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23403003
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中村 光廣 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (90183889)
• 研究分担者: 中野 敏行 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50345849) ; 佐藤 修 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教 (20377964) ; 中 竜大 名古屋大学, 高等研究院, 助教 (00608888)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 暗黒物質 / 原子核乾板 / イタリア・グランサッソー研究所

研究概要

超微粒子の原子核乾板を用いる暗黒物質の方向性検出実験実現のための技術開発ならびにイタリアグランサッソー研究所（LNGS)地下での実験の準備・中性子検出のテスト実験を遂行した。20nmサイズのAgBr結晶からなる超微粒子原子核乾板の安定製造方法を確立した。その現像手法として金沈着現像を開発し、形状認識に適した現像粒子とすることができた。また楕円形状認識による200nm長の反跳飛跡の光学読み出しを実現し、専用読み取り装置PTSの立ち上げを行い、系統的な解析を可能とした。BGとなる中性子の測定に関しては、LNGSでOPERA検出器と微粒子乾板を用いた中性子の流量測定を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Isospin Violating Dark Matter Search by Nuclear Emulsion Detector (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiko I. Nagao, Tatsuhiro Naka.
  • 雑誌名: PTEP 2013 ページ: 043B02
• [雑誌論文] Fine grained nuclear emulsion for higher resolution tracking detector (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, T. Asada, T. Katsuragawa, K. Hakamata, M. Yoshimoto, K. Kuwabara, M. Nakamura, O. Sato, T. Nakano, Y. Tawara, et al.
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth 巻: A718 ページ: 519-521
• [雑誌論文] Status and analysis system of directional dark matter search with nuclear emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Katsuragawa, T. Naka, T. Asada, M. Yoshimoto, K. Hakamata, M. Ishikawa.
  • 雑誌名: J.Phys. Conf.Ser 巻: 469 ページ: 012004
• [雑誌論文] R&D Status of Nuclear Emulsion For Directional Dark Matter Search (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, M. Kimura, M. Nakamura, O. Sato, T. Nakano, T. Asada, Y. Tawara, Y. Suzuki
  • 雑誌名: EAS Publ.Ser 巻: 53 ページ: 51-58
• [雑誌論文] Directional Search for Isospin -Violating Dark Matter with Nuclear Emulsion (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko I. Nagao, Tatsuhiro Naka
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc 巻: 1467 ページ: 274-277
• [雑誌論文] Submicron track readout in fine-grained nuclear emulsions using optical microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura, T. Naka
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth 巻: A680 ページ: 12-17
• [雑誌論文] Status of directional dark matter search with nuclear emulsion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, M. Nakamura, T. Nakano, O. Sato, M. Kimura, Y. Tawara, Y. Suzuki.
  • 雑誌名: PoS IDM2010 ページ: 040
• [学会発表] 暗黒物質の方向検出に向けた原子核乾板デバイス開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古屋駿二
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 原子核乾板を用いた暗黒物質の方向探索実験の状況報告(1)~全体報告~ (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 原子核乾板を用いた暗黒物質の方向探索実験の状況報告(2)~サブミクロン飛跡検出のための線源を用いた感度測定の現状~ (2014)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 高速中性子トラッキング検出器の開発(1)原子核乾板 (2014)
  • 著者名/発表者名: 待井翔吾
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 高速中性子トラッキング検出器の開発(2)読み取りシステム (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉本雅浩
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] PTS and New system for analyzing very short tracks (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Katsuragawa
  • 学会等名: ISETS 2013, International Symposium on EcoTopia Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20131213-15
• [学会発表] Background removal with using the plasmon resonance phenomenon (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Ishikawa, A.Umemoto
  • 学会等名: ISETS 2013, International Symposium on EcoTopia Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20131213-15
• [学会発表] Development Treatment of Derectional Dark Matter Search (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Hakamata
  • 学会等名: ISETS 2013, International Symposium on EcoTopia Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20131213-15
• [学会発表] Nuclear Emulsion technology and Directional Dark Matter Study (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naka
  • 学会等名: KMI International Symposium 2013
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 20131211-13
• [学会発表] Directional Dark Matter Search with the Fine Grained Nuclear Emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Asada
  • 学会等名: KMI International Symposium 2013
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 20131211-13
• [学会発表] Combined analysis between the hard X-ray microscope and optical microscope for the directional dark matter search with high resolution nulcear emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Naka Tatsuhiro
  • 学会等名: The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20131118-20
• [学会発表] Development of fast neutron and proton detector and its applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Morishima Kunihiro
  • 学会等名: Workshop on Nuclear Track Emulsion and its Future
  • 発表場所: Predeal, Romania
  • 年月日: 20131014-18
• [学会発表] Development of muon radiography system with nuclear emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Morishima Kunihiro
  • 学会等名: Workshop on Nuclear Track Emulsion and its Future
  • 発表場所: Predeal, Romania
  • 年月日: 20131014-18
• [学会発表] Directional Dark Matter Search With Ultra Fine Grain Nuclear Emulsion (2013)
  • 著者名/発表者名: Asada Takashi
  • 学会等名: Workshop on Nuclear Track Emulsion and its Future
  • 発表場所: Predeal, Romania
  • 年月日: 20131014-18
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験における開発状況(1)~テスト実験に向けた検出器開発とバックグラウンド測定状況~ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中竜大
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 20130920-23
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質探索実験における開発状況(2)~イオン注入装置と線源を用いた解析~ (2013)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 20130920-23
• [学会発表] プラズモン共鳴現象を利用したバックグラウンド除去 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川めぐみ
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20130527-28
• [学会発表] 黒物質探索実験におけるバックグラウンド除去の為の現像手法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 袴田香奈子
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20130527-28
• [学会発表] 新型超微粒子原子核乾板の性能評価と改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20130527-28
• [学会発表] 高速自動解析に適した中性子検出用原子核乾板の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森島邦博
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20130527-28
• [学会発表] エマルジョン暗黒物質方向性探索実験における開発状況(2)~全体報告~ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中竜大
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年第春季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 中性子とガンマ線の識別能力向上を目指した原子核乳剤の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 待井翔吾
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 新型高感度乳剤の塗布特性の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河原宏晃
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 暗黒物質探索に向けた超硬調な微粒子乳剤の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古屋駿二
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] PVA を利用した超微粒子臭化銀結晶の安定化処方 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 原子核乾板中の飛跡解析のための銀ナノ粒子の光学応答と形状評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅本篤宏
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 金沈着現像の暗黒物質探索実験への利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 袴田香奈子
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 現像金に対するプラズモン共鳴現象を利用したバックグラウンド除去 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川めぐみ
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Direct detection of dark matter by solid-state detector (2012)
  • 著者名/発表者名: KATSURAGAWA, Takayoshi and KAWAHARA, Hiroaki
  • 学会等名: TAU 2012, The 12th International Workshop on Tau Lepton Physics
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20120917-21
• [学会発表] 原子核乾板による地下環境中性子フラックス測定技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森島邦博
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] 高分解能原子核乾板による暗黒物質探索実験(1)~検出器の感度評価と性能向上~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] 高分解能原子核乾板による暗黒物質探索実験(2)~反跳原子核飛跡候補の読み出しシステムの検証~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Directional Dark Matter Search with Nuclear Emulsion (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: IDM2012, Identification of Dark Matter
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20120723-27
• [学会発表] Directional Dark Matter Search with Nuclear Emulsion (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Naka
  • 学会等名: Neutrino 2012
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120603-09
• [学会発表] 暗黒物質探索のための新型原子核乾板 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20120529-30
• [学会発表] 低速重イオンの形成する現像銀に対する定着の溶解効果と感度低下 (2012)
  • 著者名/発表者名: 袴田香奈子
  • 学会等名: 日本写真学会年次大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20120529-30
• [学会発表] 口高分解能原子核乾板による暗黒物質探索実験(1)~検出器開発及びバックグラウンド研究~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年春季大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 高分解能原子核乾板による暗黒物質探索実験(2)~光学顕微鏡による反跳原子核飛跡候補の識別~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年春季大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 暗黒物質探索実験実施にむけた微粒子原子核乾板の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] 低温条件下における潜像形成機構の差異に対する現像効率の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 袴田香奈子
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] 暗黒物質の直接探索のための自動飛跡読み取りシステムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] 超微粒子原子核乾板における粒子のエネルギー損失メカニズムに対する潜像形成メカニズムの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中 竜大
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] 原子核乾板による高速中性子イメージング技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森島邦博
  • 学会等名: 日本写真学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] 光学顕微鏡による nm Range スケールTrack の選別 (2011)
  • 著者名/発表者名: 桂川貴義
  • 学会等名: 日本写真学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 暗黒物質探索に向けた新型超微粒子乳剤開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅田貴志
  • 学会等名: 日本写真学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 暗黒物質探索に対する現像技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 袴田香奈子
  • 学会等名: 日本写真学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 暗黒物質探索のための自動飛跡読み取り装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉本雅浩
  • 学会等名: 日本写真学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] X線顕微鏡を用いたサブミクロン飛跡の詳細解析システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中 竜大
  • 学会等名: 日本写真学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-12-05