次世代半導体コンプトンカメラで革新するMeVガンマ線宇宙・素粒子・原子物理学

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高橋、渡辺は将来のMeVガンマ線観測に向けて電子飛跡追跡型のSi/CdTeコンプトンカメラの開発を進めた。電子の飛跡情報を用いることでより高い感度を得ることを目的に我々が開発したCMOSリードアウトICと両面型Si検出器とを接合したハイプリッド型センサーを用いて電子飛跡を取得し、電子の入射点と散乱方向を求めるアルゴリズムを開発した。これに2mm厚のCdTe両面ストリップ検出器（CdTe DSD）を組み合わせたSi/CdTeコンプトンカメラによる試験を行い、電子飛跡の情報を用いてバックグランドを低減可能なことを示した。CdTe DSDにおいて, 60ミクロン以下のサブストリップ位置分解能をえるための研究として様々なギャップを持つ検出器を試作し, 実験を行なった。高橋、内山はブラックホール天体などの高エネルギー天体に関してX線天文衛星やH.E.S.S.チェレンコフ望遠鏡のデータ解析を進めた。松本は弱電荷を持つ暗黒物質の研究を発展させた。特に、弱電荷を持つ熱的暗黒物質として、そのスピンが半整数である候補がこれまで精力的に議論されてきたが、今回は、そのスピンが整数、とくにスカラー粒子の場合について、包括的に研究を行った。その結果、フェルミオン暗黒物質との類似がある一方、その探査において、ガンマ線観測を用いた間接探査と共に地下実験における直接探査が重要な役割を果たすことを明らかにした。松本、Meilaは、近い将来のCOSI探査における暗黒物質探査の感度についての評価を行い、粒子暗黒物質の間接検出に関するSnowmass report（米国）に採用された。高橋、松本、MeliaはCOSI衛星プロジェクトにおけるNew Ideas Scienceグループの共同リーダーとして、COSIの感度を考慮した上で、MeVガンマ線を放出するような暗黒物質の探索戦略をたてる作業を進めた。