2010 Fiscal Year Annual Research Report
XMASS実験でのバックグラウンド低減のための検出器構造研究
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21740165
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安部 航 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (30401285)
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| Keywords | 暗黒物質 / 液体キセノン / 宇宙線 / 宇宙物理 / 素粒子実験 |
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| Research Abstract |
本研究は暗黒物質探索実験であるXMASS実験におけるさらなる感度向上を実現するため、設計段階から想定されていた構造に起因するバックグラウンドを減らすための検出器改良方法を研究し、具体的な改良案を提案することを目的としている。当該年度は前年度に改良と調整の行われた検出器シミュレーションを用いてバックグラウンドの評価を行うことで、最適な構造の決定が進められた。
実際に測定が始まったXMASS実験の測定データから、当初予想されていたバックグラウンドに加えて、多数の予期していなかったバックグラウンドが存在することが解析の結果確認された。これら予期しなかったバックグラウンドに対しても低減を行うことが本研究の目的となるため、その原因の特定がシミュレーションを用いて行われた。原因と考えられる多数の候補を、シミュレーションに修正、再調整を施して実現し、実測データと比較評価をすることで、データを再現するバックグラウンド源の絞り込みを行った。またこれと並行して測定器の一部素材については、高純度ゲルマニウム検出器等を使用して放射性同位元素量の再評価を行った。これらの結果を合わせて評価することで、バックグラウンド源を想定していた構造に起因とする効果と、想定していなかった光電子増倍管のいくつかの部品からの放射線を原因として発生するものに絞り込むことができた。バックグラウンドの絞り込みと共に、XMASS実験の検出器応答をよく再現し、バックグラウンド理解が正確に進められるようシミュレーションの修正、改良をすることができたことも当研究の非常に大きな成果である。
これらのシミュレーション結果をもとに現在の検出器に対して、検出器構造と光電子増倍管の部材を起因とするバックグラウンドを減らすための構造の改良を検討し、モックアップ制作やさらなる評価を行うための候補となる改良案の決定を行った。
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