液体キセノン検出器を用いた季節変動による宇宙暗黒物質の研究

使用液氙探测器研究季节性变化引起的宇宙暗物质

• 批准号: 13J02848
• 负责人: 細川 佳志
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02848/
• 关键词: 暗黒物質; 季節変動; 液体キセノン; 低エネルギーX線源; 暗黒物質探索; XMASS; 特性X線

本研究では、XMASS検出器を用いて暗黒物質の季節変動現象に関する解析を行った。季節変動解析において低エネルギー領域での検出器応答はとても重要であり、より低いエネルギー領域でのエネルギースケールを行うことが求められている。平成27年度は、以下の活動を行った。アルミニウムの特性X線 1.5 keVを利用した低エネルギーX線源を製作した。製作した線源から1.5 keVのX線が期待通り放射されることが確認されている。この線源は、較正作業による検出器への悪影響がないことを確認後、XMASS検出器のエネルギー較正に使用される。また、既存のFe-55線源での較正で確認できる約1.65 keVのエスケープピークを用いて、XMASS検出器のエネルギー較正を行った。XMASS検出器の5.9keV未満で行われた初めてのエネルギー較正である。このエネルギー較正結果を利用して、XMASS検出器を用いた暗黒物質季節変動現象の探索を行った。原子核反跳を仮定したWIMP 探索・電子散乱を仮定したmodel independentな暗黒物質探索を行ったが、どちらでも有意な季節変動は観測されなかった。WIMP 探索では、季節変動発見を主張しているDAMA/LIBRA領域の大部分を季節変動を用いて排除した。また、電子散乱探索でもDAMA/LIBRAが観測している季節変動は観測されなかった。以上の結果を博士論文” Search for dark matter annual modulation in XMASS–I detector ”にまとめた。

In this study, the で で and XMASS検 output device を analyzed the を row った using the に seasonal variation phenomenon of <s:1> dark matter て and する. Low season - dynamic analytic に お い て エ ネ ル ギ ー field で の 検 extractor 応 answer は と て も important で あ り, よ り low い エ ネ ル ギ ー field で の エ ネ ル ギ ー ス ケ ー ル を line う こ と が o め ら れ て い る. In the year Heisei 27, を and the following を activities are carried out った. Youdaoplaceholder0 ニウム ニウム ニウム ニウム <s:1> characteristic X-ray 1.5 keVを using <s:1> た low エネ ギ ギ ギ を X-ray source を to make た た. Make a た line source ら ら1.5 keV <s:1> X-ray が expect to confirm されて る る る through <s:1> radiation される <s:1> とが とが. こ の line source は, more is homework に よ る 検 extractor へ の 悪 influence が な い こ と を confirmed, XMASS 検 extractor の エ ネ ル ギ ー is に use さ れ る. ま た, existing の Fe - 55 line source で の is is で confirm で き る 1.65 keV の エ ス ケ ー プ ピ ー ク を with い て, XMASS 検 extractor の エ ネ ル ギ ー line a is を っ た. XMASS検 output <s:1> 5.9keV not completed で line われた initial めて エネ エネ ギ ギ である correct である. こ の エ ネ ル ギ ー calibration results を し て, XMASS 検 extractor を with い た dark black material season - line dynamic phenomenon の explore を っ た. Nucleus bounce を 仮 set し た WIMP exploration, electronic scattered を 仮 set し た model independent な dark black line material to explore を っ た が, ど ち ら で も intentionally な season - move は 観 measuring さ れ な か っ た. WIMP explores で た and seasonal variations. Youdaoplaceholder1 claims that <s:1> て る in the DAMA/LIBRA field <s:1> most を seasonal variations を are excluded by て て. Youdaoplaceholder7 Youdaoplaceholder0, electron dispersion exploration で 観 DAMA/LIBRAが観 measurement て る る seasonal variation 観 観 measurement されな った った った. The above <s:1> results を doctoral dissertation "Search for dark matter annual modulation in XMASS&#8211; I detector "にまとめた.

项目成果

Design of low-energy calibration sources for liquid xenon dark matter detectors

液氙暗物质探测器低能校准源设计

• DOI: 10.1016/j.phpro.2014.12.086
• 发表时间: 2015
• 期刊: Physics Procedia
• 作者: 鶴田彰宏;一野祐亮;吉田隆;渡邊俊哉;一瀬 中;堀出朋哉;松本要;淡路智;Shinya Kumagai and Fumiyuki Adachi;K. Hosokawa for the XMASS collaboration
• 通讯作者: K. Hosokawa for the XMASS collaboration

Development of a high-sensitivity 80 L radon detector for purified gases

开发用于净化气体的高灵敏度80 L氡气检测器

• DOI: 10.1093/ptep/ptv018
• 发表时间: 2015
• 期刊: Prog. Theor. Exp. Phys.
• 作者: Takuto Ando;Ken Sawada;Kazuki Okano;Reishi Takashima;Hiroshi Nishi;大山修一・桐越仁美・原将也・近藤史;園田浩司;○Ryuichi Satoh Kazuki Takahashi Yamashita Masakane;Kohei Iwaki and Atsushi Takahashi;K.Hosokawa et. al.,
• 通讯作者: K.Hosokawa et. al.,

Development of a high sensitivity radon detector for purified gases

• DOI: 10.1088/1742-6596/469/1/012007
• 发表时间: 2013-12
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: K. Hosokawa;A. Murata;Y. Nakano;Y. Onishi;H. Sekiya;Y. Takeuchi;S. Tasaka