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暗黒物質Axion探索を目指した，アクシオン類似粒子・暗黒光子の探索

寻找类轴子粒子和暗光子，旨在寻找暗物质轴子

基本信息

批准号：
21K18621
负责人：
岸本康宏
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は，常温，磁場無しの環境で暗黒物質暗黒光子の探索を実施すべく，測定系を構築し，実際に探索を行った．測定系では，アンプのゲインの変動が一番大きな系統誤差となると予想されたため，アッテネータを介してアンプに雑音源（ガンダイオード）を定期的に導入することで，アンプの経時変化の影響を最小限に止める様，自動化した測定系を用いた．しかし探索では，温度によるアンプのゲインに変動が見られたため，装置系を３重のカーテンの中に収め，更に温度計を設置し，温度の変動の大きい場合の系統誤差抑制に努めるなどの工夫が必要であった．今回の測定では，空洞のQ値を低く抑え，その代わりに一度の測定で広い周波数領域を長時間測定するセットアップで実験を行った．探索領域は，4.955 から4.972 MHz の範囲で，ある１つ周波数領域の積分時間は約１２時間とした．現在このデータを解析しているところである．解析では，アンプのゲイン変動はあったが，定期的で頻繁な校正作業の結果，系統誤差を抑制することができた．これの意味するところは，長時間（今回の設定では約１２時間）の積分時間を設定した場合にあっても，適切な校正作業によって，感度が向上することが確認された．また，今回測定作業が成功裏に終了したことを受け，必要最小限のデータ収集系が明確化された．すなわち，低温下，高磁場下という条件下で稼働すべき要素部品を厳選することが出来る様になった．この結果，現在，問題となるのはマイクロ波スイッチ部品１つだけであることが分かった．このマイクロ波スイッチであるが，磁場を使わず，クライオスタット外部から機械的にスイッチを使用できるよう設計を行っている．これによって，強磁場を印加して，最終目的であるアクシオン実験が一気に可能となるため，この完成を急いでいる

In 2022, at normal temperature, in the absence of magnetic field, the exploration of dark matter and dark photons was carried out, and the measurement system was constructed and the exploration was carried out. The measurement system is designed to minimize the influence of time-dependent changes in the measurement system. The system error suppression time is necessary when the temperature changes. This time around, the Q value of the cavity is low, and the frequency of the cavity is high. The exploration field is 4.955 4.972 MHz, and the integration time in the 1-cycle wave number field is about 12 times. Now, we're trying to figure out how to do it. Analysis of the results of frequent calibration operations. This means that the integration time is set for a long time (about 12 hours for the current cycle), and the sensitivity is determined. This time, the measurement operation was successfully completed and the minimum necessary data collection system was clarified. Under the condition of low temperature and high magnetic field, we can select the elements and components. The result of this is that the problem is now solved. The magnetic field is used in the design of the machine. The ultimate goal is to create a strong magnetic field.