International Antarctic balloon-borne experiment GAPS to open the next era of cosmic-ray observation and dark-matter search

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本研究は、宇宙線中に微量に含まれる反粒子（とりわけ未発見の反重陽子）の高感度探索を通じてダークマター等の初期宇宙物理の課題に迫ることを最終目的とする。ダークマターの解明は現代の宇宙物理学・素粒子物理学における喫緊の重要課題の一つである。ダークマターの解明には多角的な研究が求められており、本研究では宇宙線反重陽子という新しい手掛かりを開拓することで他実験とは異なる視点からダークマターの正体に迫る重要な知見を提供できる。その学術目的に迫るため、反粒子宇宙線観測計画ＧＡＰＳ（General Anti-Particle Spectrometer）を推進している。ＧＡＰＳの測定器は、シリコン検出器群とプラスティックシンチレーションカウンタ群で構成され、エキゾチック原子の崩壊過程を利用した新しい粒子識別手法を導入する。この新手法により、測定器の大型化を実現する。ＮＡＳＡ南極周回気球によって１ヶ月間規模の長時間観測を高空にて複数回実施し、稀少な反粒子を探索する。ＧＡＰＳは従来に無い新しいコンセプトに基づく測定器であることから、気球実験に先立ち、地上（実験室内）や環境試験設備（真空チャンバ）での動作確認が欠かせない。２０２２年度は、米国カリフォルニア大学バークレー校にてＧＡＰＳ測定器の総合組立および総合試験（シリコン検出器群の冷却を含む）を実施し、測定器各構成要素の基本性能を確認した。また、真空チャンバ環境試験の２０２３年度の実施に向け、準備を推し進めた。