公募研究
2020年6月にXENON1T実験より太陽アクシオン起源と解釈可能な信号が初めて得られた．アクシオン以外の可能性も残るが，アクシオン起源であった場合には，3種類の相互作用（電子，光子，原子核との相互作用）の混合と解釈される．アクシオンの性質と背後の物理を明らかにするためには，相互作用ごとに特化した測定が喫緊である．これを受け，本研究はアクシオンと原子核の相互作用のみに特化した検証のため，太陽アクシオン探査実験「ISAI」を行う．太陽中心のFe-57原子で生成されるアクシオンを，実験室内に置いたFe-57フォイルで14.4keVのX線に変換し，研究代表者独自のイベント駆動型X線SOIピクセル検出器「SOIPIX」で検出する．実験成功の鍵は鉛遮蔽体内部に置くSOIPIXカメラ部の残留バックグラウンド（以下，残留 BG）を極限することである．本研究はまず，カメラ部の部材を一つ一つHPGe検出器で調べた．その結果，SOIPIX素子のフレキシブル回路基板のサポート部が高い残留BGを持つことが判明した．そこで，サポート部を取り除いた回路基板を新規開発した．次にSOIPIXの評価を進め，量子効率と分光能力の最適動作条件を得た．さらにバックグラウンドを下げるために，三角シンチレータと組み合わせた反同時計数システムを開発した．これにより，ISAI実験の準備はほぼ整った．まもなく観測を開始する．本研究のもう一つの目標は，さらに低い残留BGを目指し部材をさらに減らすために，ADC等を内蔵する高機能の「デジタルSOIPIX」の開発を行うことである．ADCを内蔵した小型素子の開発に成功し，外付けADCを用いた場合と同等の分光性能を発揮することを確認した．これに続いてDACおよびBGRを搭載した新しい小型素子の製造も行った．本研究終了後にこの素子の性能評価を行う予定である．
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
巻: 1060 ページ: 169033～169033
10.1016/j.nima.2023.169033
IEEE Transactions on Nuclear Science
巻: 70 ページ: 1444～1450
10.1109/TNS.2023.3287130
The Astrophysical Journal
巻: 950 ページ: 137～137
10.3847/1538-4357/acccf6
