超伝導ナノワイヤーで切り開く極軽量暗黒物質探索の新展開

利用超导纳米线寻找超轻暗物质的新进展

• 批准号: 22K18708
• 负责人: 石徹白 晃治
• 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: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18708/
• 关键词: 暗黒物質; 量子センサー; 超伝導センサー

本研究は最新の超伝導ナノワイヤー単一光子検出器を用いた軽い暗黒物質探索を目指す。仙台の希釈冷凍機に情報通信研究機構から借りた超伝導ナノワイヤー単一光子検出器の動作試験を行い我々の環境で検出器が動くことを確認した。次に、ソープション冷凍機で神岡地下実験室において宇宙線の影響を調べることを目的に、超伝導ナノワイヤー単一光子検出器の動作試験を行った。残念ながらグランドコンディションの問題から神岡地下での動作試験は上手くいかなかった。暗黒物質に高い感度を持つためには検出器の質量を増やすことが重要である。そのために、情報通信研究機構と素粒子実験で使われる読み出しを応用した多重用読み出しシステムのデザイン開発を行った。また、超伝導力学的共振器を用いた単一光子検出器で同様の研究を進めるべく準備を行った。超伝導体としてアルミニウムを用いた超伝導力学的共振器で最小検出可能エネルギーの評価、光キャリブレーション用の光学系デザイン、京大と協力した超伝導力学的共振器の多重用読み出しシステムの開発などを実施した。また、よりクーパー対の乖離エネルギーの低いハフニウムを用いた超伝導力学的共振器の製作の準備を終えた。さらに、超伝導ナノワイヤー単一光子検出器とシンチレーション結晶を組み合わせた新しい実験提案を行い、東北大学の学内研究者の協力のもとその準備を開始した。同時に、神岡地下での本格的な暗黒物質探索を目指してNaI結晶を用いた環境ガンマ線や3He検出器を用いた中性子の測定を開始した。

This study is aimed at exploring dark matter in the latest ultra-light-emitting device. Sendai's information and communication research institute has launched a single photon detector operation test and confirmed the detector operation. Second, the refrigerator is located in the underground room of Kamioka, and the effect of cosmic rays is adjusted. The problem of the problem is that the action of the underground of Kamioka is not easy to solve. It is important to maintain high sensitivity to dark matter and increase the quality of detectors. The information and communication research institute has developed a multiple-use system. The study of the resonance of a photon detector for the transmission of electrons and superconductivity is proceeding. Superconductivity resonator with minimum detection possibility, optical system with optical system, and Beijing University's cooperation with Superconductivity resonator with multiple detection possibility The preparation of the resonator with the medium conductivity is completed. In addition, the preparation of a new proposal for the development of a photon detector and a new crystal assembly for the development of a photon detector and a new crystal assembly for the development of a photon detector has begun. At the same time, the dark matter exploration of Kamioka underground began.

项目成果

超伝導センサーを用いた暗黒物質探索

使用超导传感器搜索暗物质

• 发表时间: 2022
• 作者: 石徹白晃治

Progress of Kinetic Inductance Detectors on Calcium Fluoride for Astroparticle physics

天体粒子物理氟化钙动感探测器研究进展

• DOI: 10.1088/1742-6596/2374/1/012026
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Mohamad Zulfakri;Ishidoshiro Koji;Kishimoto Yasuhiro;Mima Satoru;Taino Tohru;Hosokawa Keishi;Nakamura Kosuke;Eizuka Minori;Ito Ryota;Kawamura Hiroki
• 通讯作者: Kawamura Hiroki

New dark matter search at Kamioka

神冈的新暗物质研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Mohamad Zulfakri;Ishidoshiro Koji;Kishimoto Yasuhiro;Mima Satoru;Taino Tohru;Hosokawa Keishi;Nakamura Kosuke;Eizuka Minori;Ito Ryota;Kawamura Hiroki;石徹白晃治;市村晃一;鈴木 明大;Koji Ishidoshiro
• 通讯作者: Koji Ishidoshiro

神岡低放射能冷凍機

神冈低放射性冰箱

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Muramatsu;S. Date;T. Harada;K. Kanda;M. Miyabe;S. Miyamoto;H. Ohkuma;M. Okabe;H. Shimizu;S. Suzuki;A. Tokiyasu;and T. Watanabe;Akihiro Suzuki;石徹白晃治
• 通讯作者: 石徹白晃治

神岡での軽い暗黒物質探索

在神冈寻找轻暗物质

• 发表时间: 2022
• 作者: Mohamad Zulfakri;Ishidoshiro Koji;Kishimoto Yasuhiro;Mima Satoru;Taino Tohru;Hosokawa Keishi;Nakamura Kosuke;Eizuka Minori;Ito Ryota;Kawamura Hiroki;石徹白晃治
• 通讯作者: 石徹白晃治