JPS2011秋季大会@弘前 2011/09/16 NEWAGE実験20 中村輝石（京大理） 谷森達、窪秀利、身内賢太朗 Parker Joseph、水本 哲矢、高田淳史 西村広展、岩城智、澤野達哉 松岡佳大、古村翔太郎、佐藤快 • 現在のNEWAGE • 低圧ガスで感度アップ • まとめ New general WIMP search with an Advanced Gaseous tracker Experiment 暗黒物質の到来方向異方性 ↓ 反跳原子核の飛跡を捉えて暗黒物質検出 暗黒物質 μ-TPC CF4ガス 2) 原子核 μ-PIC ・・・ Micro Time Projection Chamber 1)μ-PIC ・・・ Micro Pixel Chamber 2)μ-TPC M=80GeV σ=0.1pb 予想されるcosθ分布 電子 [count/3m3/year/bin] 1) 40 DM θ 20 0 -1 Nucleus 0 cosθ 1 • 方向に感度を持つ制限の更新 Phys.Lett.B686(2010)10 DAMA領域の 探索の為に • 低閾値（100keV⇒50keV） • 低圧ガス動作 • 低BG（1/10） • ラドン除去システム • 低放射能なモノ選び • 飛跡の前後判定 • TOTの測定（身内講演） • 大型化(10倍) • 60×60×50cm3 ×2 使用ガス：CF4 0.2atm WIMP-陽子（SD）の制限曲線 σ[pb] 104 102 1 10 102 103 mass [GeV/c2] 使用ガス：CF4 0.1atm Drift plane m-PIC • サイズ : 30x30cm • ピッチ : 400mm 30cm GEM (8分割) • サイズ : 28x23cm • 厚み : 50mm • 穴径 : 70mm • ピッチ : 140mm Expected energy spectrum σ=1pb, M=100GeV, target:F エネルギー閾値 : 100keV -> 50keV -> 感度 : 約10倍 new threshold (plan) current threshold 低圧ガス（152torr -> 76torr）で飛跡長 : 2倍 -> 低エネルギー（短い）飛跡に感度 -> 必要ゲイン : 2倍 Drift Plane Drift -3.69kV • m-TPCは0.1atmで動いた • ゲインカーブ • anode ( m-PIC 増幅 ) • DGEM ( GEM 増幅 ) • induction ( 透過率 ) gas gain GEMtop -500V GEM Induction 5mm 2 times gain from 0.2atm anode voltage[V] cathode GND m-PIC anode 515V gas gain gas gain GEM:-500/-280V GEMbottom -280V anode:515V GEMbottom:-280V DGEM=GEMtop-GEMbottom DGEM voltage[V] anode:515V DGEM:220V EInduction=GEMbottom/5mm Einduction(Induction field)[V/mm] • ゲインカーブはサチレート（電子の平均自由行程：数mm） • 0.2atmから求まる必要ゲインには達した 252Cf neutron θ nuclear F-nucleus tracks • 測定したcosθ分布をシミュレーションと比較 （シミュレーションは角度分解能ごとに生成） Simulated distribution of cosθ (400-800keV) 252Cf Distribution of cosθ(400-800keV) χ2-values for each angle minimum Blue:measured Green:simulation(σ=49°) • エネルギーごとの角度分解能 • 新たに50-100keVの領域の角度分解能を求めた : 40[deg] angular resolution Blue : This work (0.1atm) Red : Previous (0.2atm) • 測定したエネルギースペクトルと シミュレーションを比較 angular resolution • 検出効率 : 0.6@50keV • エネルギー閾値 : 100 -> 50keV Expected energy spectrum σ=1pb, M=100GeV, target:F detection efficiency new threshold (plan) current threshold 方向に感度を持つ暗黒物質探索実験NEWAGEにおいて 低圧試験(152torr⇒76torr) • ガスゲイン 0.1atmのもと、十分なガスゲインで動作 • 角度分解能 40°+3.1-2.9@50-100keV • 検出効率 0.6@50keV エネルギー閾値 : 100 -> 50keV 今後 • GEMを厚くし、ゲインと検出効率の更なる増加を試みる • 神岡の検出器に低圧ガスを適用 方向に感度を持つ暗黒物質探索実験NEWAGEにおいて 低圧試験(152torr⇒76torr) Thank you for your attention! • ガスゲイン 0.1atmのもと、十分なガスゲインで動作 • 角度分解能 40°+3.1-2.9@50-100keV • 検出効率 0.6@50keV エネルギー閾値 : 100 -> 50keV NEWAGEイメージキャラクター "だあくまたん" 今後 • GEMを厚くし、ゲインと検出効率の更なる増加を試みる • 神岡の検出器に低圧ガスを適用 まだだ、まだ終わらんよ
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