方向に感度を持つ暗黒物質直接探索実験・NEWAGE

NEWAGEは、神戸大学主導の方向に感度を持った暗黒物質探索実験です。
独自のガス検出器（マイクロTPC）を用いて暗黒物質の「風」を検出することを目指しています。

NEWAGE 研究内容

NEWAGE実験は (方向に感度を持った暗黒物質探索実験です。独自に開発したガス検出器 (マイクロTPC)を用いて暗黒物質を「風」として検出することを目指しています。
概要については NEWAGE実験の説明ムービー NEWAGE 実験プロモーションビデオ(for quick time, mpeg format) をご覧ください。

方向に感度を持った暗黒物質探索実験
暗黒物質の強い候補の一つにWeakly Interacting Massive Particles(WIMPs)があります。 WIMPsは原子核との弾性散乱によって、検出が可能であると考えられています。図1及び図2に太陽系と我々の天の川銀河の相対的な運動を示しています。太陽系と銀河系との相対的な運動によって、地球には"暗黒物質の風"が吹き付けています。この暗黒物質の風は、弾性散乱を受けた原子核の飛跡を検出することでとらえることが可能になります。 (図3). こうした原子核の飛跡はガス中でも非常に短いため、詳細な三次元飛跡検出を可能とする検出器が必要となります。

図1 太陽系と暗黒物質 ("DM"と表記)の銀河中での運動の模式図。

図2 太陽系(SUN)の銀河中での運動の模式図。

図3 暗黒物質が原子核を反跳する模式図。

マイクロTPC
マイクロTPCはμ-PIC(Micro Pixel Chamber) (図 4)と呼ばれる2次元放射線検出器を読出しに持つ 3次元微細飛跡検出器です。図5に示すような読出し回路を用いてガス中での3次元の荷電粒子の飛跡を検出します。

図4 μ-PIC(Micro Pixel Chamberの模式図

図5 マイクロTPCおよび読出し回路の模式図・動作原理。

NEWAGE検出器
NEWAGE実験では30cm角のμ-PICを読出しに持つNEWAGE-0.3a及びNEWAGE-0.3bを製作、神岡地下実験施設で方向に感度を持つ暗黒物質探索実験を行ってきました。図6～図8にNEWAGE-0.3a及びNEWAGE-0.3bの写真を示します。現在さらに大型の容器に組み込んだNEWAGE-0.3c検出器の製作を進めております。

図6 検出器「NEWAGE-0.3a」の外観.

図7　検出器「NEWAGE-0.3b」の外観

図8　検出器「NEWAGE-0.3b」の内部の様子

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