2015 Fiscal Year Research-status Report

方向感度をもつ暗黒物質直接検出実験の理論的研究

Research Project

Project/Area Number	26800151
Research Institution	Niihama National College of Technology
Principal Investigator	長尾桂子新居浜工業高等専門学校, 数理科, 講師 (90707986)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords	暗黒物質 / 暗黒物質の速度分布 / 暗黒物質の直接検出実験
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、次世代の実験である「方向感度をもつ暗黒物質の直接検出実験」による物理量－特に方向情報を利用することによって測定が可能になりうる物理量－測定可能性を明らかにすることである。暗黒物質の速度分布には、標準的に採用されている等方的なMaxwell分布の他に、非等方的な模型が観測やシミュレーションから示唆されている。「方向感度をもつ暗黒物質の直接検出実験」では、方向情報によってこれらの分布模型を判別することができると期待できる。当該年度では、前年度から引き続き、「方向感度をもつ暗黒物質の直接検出実験」における暗黒物質の速度分布依存性の判別可能性をシミュレーションにて行った。また研究計画に基づいて、上記の速度分布依存性と平行して、「方向感度をもつ暗黒物質の直接検出実験」における暗黒物質と核子の散乱の弾性依存性についても研究を遂行した。暗黒物質と核子の散乱は非弾性散乱を仮定されることが多いが、複数の直接検出実験の示唆から、弾性散乱をする暗黒物質も興味深い模型である。検出結果の角度分布の、散乱の弾性による依存性を、特に実験から興味深いと考えられるパラメータ領域について調べた。また、速度分布と弾性の片方だけ、あるいは双方だけが非標準的であるときなどについて実験の結果のシミュレーションを行った。その結果、双方ともに非標準的である場合でも、総合的に実験で調べることが可能なパラメータ領域が存在しうるという結果を得て、物理学会にて発表した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 暗黒物質の速度分布と弾性による実験結果の計算はおおむね予定通りに進んだ。しかし、現実的なシミュレーションを行うためには原子核の形状因子を考慮する必要があり、そのために暗黒物質と原子核の散乱頻度が非常に少なくなるという問題が生じた。その問題の対処に時間を要したが、共同研究者との議論により今後の方針を定めるところまで至った。
Strategy for Future Research Activity	当該年度に研究を遂行する上での問題となった形状因子については、それを考慮したシミュレーションの方法については方針を定めることができた。従って今後はその方針に従って、現実的な状況でのシミュレーションを行い、検出可能性を調べる予定である。
Causes of Carryover	所属機関の用務があり、予定していた国際会議に出席することができなかったため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	国際会議と研究議論のための旅費として利用する予定である。