写真乳剤によるWIMP探索

使用照相乳剂进行 WIMP 搜索

• 批准号: 04J72603
• 负责人: 成田 浩司
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J72603/
• 关键词: 暗黒物質; WIMPs; 写真乳剤; 電子顕微鏡; 重イオンビーム

写真乳剤により、宇宙暗黒物質の有力候補であるWIMPを検出するための技術開発を行った。WIMPにより跳ね飛ばされる原子核(飛程〜100nm)を検出・方向の測定ができれば、WIMPの到来方向を測定することができ、従来のWIMP探索実験より高い信頼性でWIMPの存在を検証することができる。写真乳剤に要求される能力は、飛程100nm程度の飛跡を検出し方向を観測できる高い空間分解能と、通常の写真乳剤には必ず存在するfogと呼ばれるランダムな信号が極めて少ないこと、である。富士写真フイルム株式会社と共同で、写真乳剤の感光素子である臭化銀結晶の微小化を追求し、結晶サイズ〜40nmの乳剤(NIT : Nano Imaging Trackerと命名)を開発した。このNITにエネルギー200KeVのクリプトン原子核を照射し、飛跡の観察を行った。エネルギー200KeVのクリプトン(飛程〜200nm)はWIMPにより跳ね飛ばされた銀原子核と想定できる。電子顕微鏡での観察の結果、銀粒子の連なり(2個〜3個からなる)を観測した。その密度と長さから、照射した200KeVクリプトンの飛跡であることが確認された。飛跡の角度測定の結果、標準偏差0.1radの分布となった。この結果から、200KeV以上のエネルギーを落とすWIMPに対して、60%以上の検出効率で角度精度0.1radの観測をする能力があることが明らかになった。一方、光学顕微鏡により、銀粒子により散乱される光量(波長〜500nm)を測定したところ、銀粒子が連なったものは銀粒子1個よりも散乱光量が大きく、またfogの散乱光量を調べたところ、大半のfogは銀粒子1個と同程度であることがわかった。これにより、光学顕微鏡による大面積スキャンニングによるfog除去・WIMP信号候補選出、その後電子顕微鏡での角度測定、というWIMP探索実験を想定するに至った。

A powerful candidate for dark matter in the universe. WIMP detection direction measurement of atomic nucleus (flight range ~ 100nm), WIMP detection direction measurement of WIMP detection direction, WIMP detection direction measurement of WIMP detection of high reliability. Photo emulsion requires high spatial resolution capability, flight range of 100nm, flight path detection, direction detection, and signal detection. Fuji Photographic Technology Co., Ltd. jointly developed the Nano Imaging Tracker (NIT) for the miniaturization of silver crystals. The NIT is a 200KeV atomic radiation and tracking system.エネルギー200KeVのクリプトン(飞程〜200nm)はWIMPにより跳ね飞ばされた银原子核と想定できる。Electron microscope observation results, silver particles connected (2 ~ 3) to detect. The density is 200 KeV, the radiation is 200KeV, the radiation is 200KeV, and the radiation is 200 KeV. The results and standard deviation of flight path angle measurement are 0.1 rad. The result is that more than 200keV of the output voltage can be detected by WIMP, and more than 60% of the output voltage can be detected by 0.1 rad of angular accuracy. The amount of scattered light (wavelength ~ 500nm) of silver particles was measured by optical microscope. The amount of scattered light of silver particles was adjusted to the same degree as that of silver particles. For example, optical micromirrors, large-area optical micromirrors, fog-removal, WIMP signal candidate selection, post-optical micromirrors, angle measurement, WIMP search, etc.