方向感度を持った暗黒物質検出器ナノイメージングトラッカーの実用化

超微粒子原子核乳剤NITは暗黒物質候補の素粒子WIMPに跳ね飛ばされる低速Ag, Br原子核の飛跡を記録する。このことは低速Krイオンの飛跡の電子顕微鏡観察によって確認した。しかしながら、電子顕微鏡ではWIMP検出に必要な10kg以上のNITの解析はできない。光学顕微鏡下では低速Krの飛跡は点像であって、ランダムノイズとの識別ができなかった。乳剤を引き伸ばすことにより飛跡を光学分解能以上の長さに引き伸ばせば光学顕微鏡で反跳飛跡を認識できると考えた。現像後の乳剤を5-10倍引き伸ばす方法を開発し、低速Krの飛跡を光学顕微鏡で観測しランダムノイズとの分離に成功した。高速スキャンシステムによる反跳飛跡読み出しを実現できる見通しを得た。乳剤のゼラチンに含まれる^<14>Cのβ崩壊に由来する電子は遮蔽できず、その量を減らすこともできないから、電子に感度のない乳剤がWIMP検出器として望ましい。NITは高い現像銀密度と飛跡の直線性を以って反跳原子核を同定するが、止まりかけの電子は次第に上昇するエネルギー損失と多重散乱によって反跳原子と同様の飛跡を作る可能性がある。反跳原子核のエネルギー損失は低エネルギー電子のそれに比べ数10倍大きい。低速原子の飛跡を記録するNITは化学増感により感光核を持ったもので、エネルギー数keVの電子の飛跡を記録することがわかっていた。感度が低い乳剤ならば反跳原子核のみ写すのではないかと期待して、化学増感のない乳剤を試作したが、これは低速Krイオンの飛跡を記録しなかった。この結果から感光核はWIMP検出に不可欠であることがわかった。結晶の直径40nmを20nm程度にして感度を下げた上で適切に感光核を導入し反跳原子のみを写すようにできれば、電子バックグラウンドを大幅に減らせる見込みがある。

超微粒子原子核乳剤NITは暗黒物質候補の素粒子WIMPに跳ね飛ばされる低速Ag, Br原子核の飛跡を記録する。このことは低速Krイオンの飛跡の電子顕微鏡観察によって確認した。しかしながら、電子顕微鏡ではWIMP検出に必要な10kg以上のNITの解析はできない。光学顕微鏡下では低速Krの飛跡は点像であって、ランダムノイズとの識別ができなかった。乳剤を引き伸ばすことにより飛跡を光学分解能以上の長さに引き伸ばせば光学顕微鏡で反跳飛跡を認識できると考えた。現像後の乳剤を5-10倍引き伸ばす方法を開発し、低速Krの飛跡を光学顕微鏡で観測しランダムノイズとの分離に成功した。高速スキャンシステムによる反跳飛跡読み出しを実現できる見通しを得た。乳剤のゼラチンに含まれる^<14>Cのβ崩壊に由来する電子は遮蔽できず、その量を減らすこともできないから、電子に感度のない乳剤がWIMP検出器として望ましい。NITは高い現像銀密度と飛跡の直線性を以って反跳原子核を同定するが、止まりかけの電子は次第に上昇するエネルギー損失と多重散乱によって反跳原子と同様の飛跡を作る可能性がある。反跳原子核のエネルギー損失は低エネルギー電子のそれに比べ数10倍大きい。低速原子の飛跡を記録するNITは化学増感により感光核を持ったもので、エネルギー数keVの電子の飛跡を記録することがわかっていた。感度が低い乳剤ならば反跳原子核のみ写すのではないかと期待して、化学増感のない乳剤を試作したが、これは低速Krイオンの飛跡を記録しなかった。この結果から感光核はWIMP検出に不可欠であることがわかった。結晶の直径40nmを20nm程度にして感度を下げた上で適切に感光核を導入し反跳原子のみを写すようにできれば、電子バックグラウンドを大幅に減らせる見込みがある。