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, XMASS detectors are used to analyze the seasonal variation of dark matter. Seasonal changes in the analysis of low birth rate in the field of detection and response to the important, low birth rate in the field of detection and response The following activities were carried out in 2017. The X-ray 1.5 keV characteristic of the X-ray is produced by using the low-frequency X-ray source. The X-ray source of 1.5 keV is expected to pass through the radiation source and confirm it. After confirming the source of the line and correcting the effect of the detector, the XMASS detector is used correctly. The correction of the existing Fe-55 line source was confirmed to be about 1.65 keV, and the correction of the XMASS detector was performed. XMASS detector 5.9keV is not working properly. XMASS detector is used to explore the seasonal fluctuation of dark matter. The atomic energy is stable, the electron is stable, the dark matter is stable, the season is stable, and the electron is stable. WIMP explores seasonal changes in most of the DAMA/LIBRA domain. DAMA/LIBRA is a new type of electronic sensor. The results of the above doctoral thesis "Search for dark matter annual modulation in XMASS I detector"

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