極低雑音検出器開発と宇宙暗黒物質の探求

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研究は以下の2点について行った。1)シンチレ-タ-の低エネルギ-領域での特性を調べダ-クマタ-検出器として最適なものを捜す。2)Si検出器で具体的なダ-クマタ-検出器を考えるときの問題点を調べる。まず、1について〜0.01kg程度の大きさの各種のシンチレ-タ-について低エネルギ-領域での特性を調べた。その結果i)低エネルギ-領域でのノイズを下げることが簡単にできる。ii)電気的なノイズは無視できるほど小さい。iii)低エネルギ-領域でのバックグランドは1光子放出が主である。iv)1光子放出は環境放射線にその起源を持っている。v)Nalは発光量の点で最も優れ低エネルギ-領域(〜0.1keV)まで測定が可能である。以上の点よりNaIシンチレ-タ-がダ-クマタ-の中でも光子や電子と相互作用を行うアクシオン等の探索に適していることが分かった。現在太陽アクシオンの探索に向けて実験を準備中である。2のSi検出器については、小型の結晶について低エネルギ-領域でのバックグランドとその起源を極微量検出器を使って調べた。その結果i)今まで使われてきた中型のGe検出器より電気的ノイズを下げられる。ii)この検出器は原子核を反跳させることにより検出器に信号を与える粒子(謂るWIMP)の探索に適している。iii)バックグランドを減らすために検出器及びそのケ-スに付着している微量放射性不純物が問題となる。といった点が明らかになった。現在反跳原子核の極低エネルギ-での較正法と微量不純物を除去する方法を調べている。