低バックグラウンド液体シンチレーション検出器を用いた宇宙暗黒物質の探索

使用低背景液体闪烁探测器寻找宇宙暗物质

• 批准号: 10740134
• 负责人: 伊藤 寛
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740134/
• 关键词: dark matter; neutralino; liquid scintillation detector; low background; Dark Matter; Super Symmetry; Liquid Scintillator; dark matter; neutralino; liquid scintillation detector; low background; Dark Matter; Super Symmetry; Liquid Scintillator

銀河内の質量分布についての多くの実験が宇宙暗黒物質(Dark Matter)の存在を示的しているにも関わらず、光や電波等既存の観測方法では未だその正体をつきとめることは成功していない。この問題に対する魅力的な解として、超対称性理論で予想されるニュートラリーノと呼ばれる粒子が挙げられている。ニュートラリーノは広いパラメータ領域においてDark Matterとして要求される条件をクリアーすることが出来、また、ニュートラリーノの様なCDMの存在は、宇宙の構造進化を考える上でも、現在の宇宙構造を理解するのに都合が良い。もしニュートラリーノがDark Matterとして存在すれば、地球上に置いた検出器中の原子核との弾性散乱により検証することが可能である。ただし予想されるこの散乱の確率は非常に小さく、これを検出するには、出来るだけ断面積の大きな原子核を用いて、バックグラウンドを出来るだけ排除した測定を行なう必要がある。本研究では、測定に液体シンチレーション検出器を用いることを計画しており、天然の放射性同位元素によるバックグラウンドを避けるため、石英を用いた容器を製作し、低バックグラウンドの液体シンチレーション検出器を製作した。また、ニュートラリーノと原子核との散乱は原子核recoilを引き起こすので、Back Groundの多くを占める電子recoilによる信号を液体シンチレータの発光波形を用いて判別出来ることを確認した。また、光電子増倍管のDark Currentに起因するノイズも波形により判別出来ることを確認することができた。

尽管许多关于银河系中质量分布的实验已经证明了宇宙暗物质的存在，但现有的观察方法（例如光和无线电波）尚未能够确定它们的真实身份。解决该问题的一个有吸引力的解决方案是称为中性诺的粒子，它是由超对称理论预测的。中源可以满足广泛参数中暗物质所需的条件，即使考虑到宇宙的结构演化，CDMS（例如中产阶级）的存在也方便地理解当前的宇宙结构。如果中性诺作为暗物质存在，则可以通过在地球上的检测器中用原子核弹性散射来验证它。但是，这种散射的预期概率很小，为了检测到这一点，有必要使用具有尽可能较大的雅致区域的原子核，以尽可能消除背景。在这项研究中，我们计划使用液体闪烁探测器进行测量，并避免由天然放射性同位素引起的背景，我们制造了一个由石英制成的容器，并制造了低背景液体闪烁探测器。此外，由于中inino和核之间的散射会导致核后坐力，因此可以使用液体闪烁体的发射波形确定电子后坐力的信号，该信号可以确定大部分后地面。还可以确认由光电倍增管的暗电流引起的噪声也可以由波形确定。