Dark matter search XMASS 東京大学宇宙線研究所関谷洋之何の方程式でしょうか？アインシュタイン方程式（一般相対論） • 宇宙の方程式を発見宇宙の入れ物中身時空間物質、エネルギーどんどん膨張するか収縮する宇宙しか出てこない当時、アインシュタインは、宇宙は一定であるべきだと思った。アインシュタイン方程式（一般相対論） • 方程式に“つっかえ棒”導入宇宙の入れ物につっかえ棒：宇宙定数 1917年無理矢理宇宙を安定にした！膨張する宇宙（観測、実験） • 1929年エドウィンハッブルわれわれの銀河以外にも銀河を発見した人遠くの銀河ほど早く遠ざかっている！ウィルソン天文台＠カリフォルニアアインシュタイン人生最大の過ち？ • 『宇宙定数は生涯最大の過ち』ビッグバン宇宙は膨張しているが今後どうなるのか？膨張し続けているしかも最近加速している最近の宇宙観測から宇宙誕生から137億年物があるのに膨張し続ける？万有引力定数すべての物質 E=mc2 宇宙の入れ物中身時空間物質、エネルギーアインシュタインは正しいのでは？宇宙定数時空の世界物質の世界万有斥力？真空のエネルギー？暗黒エネルギーが宇宙膨張を加速させている！研究しているもの • 宇宙はなにからできているのか？ • 物質はなにからできているのか？宇宙のイメージ宇宙のイメージお隣、アンドロメダ銀河宇宙のイメージ正しい？平均的な宇宙のイメージ宇宙は何でできているのか • 数×重さ T 73% 暗黒エネルギー 22% 暗黒物質 5％普通によくある物質宇宙は何でできているのか • 数×重さ 73% 暗黒エネルギーココの部分は見えない！ほとんどが暗黒エネルギー 22% しかも、分かっていると思っていた暗黒物質物質もほとんどが暗黒物質 5％普通によくある物質研究の最前線 • ようやく、見えない大事な（宇宙の運命を握っている）大きな存在があることに気づいた。 • しかも、なんだか分からない。 • でも、「ほとんどが分からないものであること」が分かった。研究しなければいけないことがたくさんある！分からないことを見つけるのが研究の第一歩。そこから試行錯誤がはじめて、解決するということのくりかえしで、これまでいろいろ分かってきた。宇宙誕生から137億年の現在 • 現在、暗黒エネルギーの正体解明が重要 • しかしこれを直接実験するには人類未熟すぎ暗黒物質存在の証拠 • 銀河の網の目分布 SDSSによるサーベイ暗黒物質存在の証拠 • 暗黒物質がないと構造ができない。国立天文台 10243の粒子のシミュレーション暗黒物質存在の証拠 • 銀河の回転速度太陽系銀河系暗黒物質存在の証拠横から見た銀河太陽 • 銀河の外側まで暗黒物質が分布している必要がある 1pc=3x1016mｃすべては宇宙の始まりとともに生成された現在ビッグバン 137億年宇宙の今後は予測できる 50億年後太陽が一生を終え、地球を飲み込む 10兆年後ほとんどの星が燃料を使い果たして死ぬ 1030年後銀河がすべて中心ブラックホールに飲み込まれる 1037年後物質を構成している陽子が崩壊 1098年後銀河サイズのブラックホールが蒸発 10131年後現在観測されている宇宙全体を含むブラックホールが蒸発宇宙が生まれて３８万年後 • これより昔は、光が出てこれないので観測できない。暗黒物質、ニュートリノが主役の時代 • 当面、これらの性質を明らかにする研究が宇宙がなぜ生まれたかを解き明かすために重要ニュートリノと暗黒物質の研究地上では宇宙から宇宙線と呼ばれる放射線が降り注いでいて実験の邪魔池の山が岩盤１０００ｍのシールドとなってくれるので地下の鉱山跡地で実験するニュートリノと暗黒物質はシールドを突き抜けてくるので。 Super-Kamiokande XMASS 金(10cm) その前に素粒子の勉強 (1億分の1cm) (1兆分の1cm) 人間 (100cm) スーパーカミオカンデの研究対象これまでに見つかっている素粒子暗黒物質（ダークマター） • 有力候補：ニュートラリーノ XMASS実験室 Xe Circulation system Distillation Tower Water tank Gas Xe tank LXe tank Experimental Hall as of Mar. 18 XMASS検出器小さいけど、基本的にはスーパーカミオカンデと同じ GLA2010 3/29/2010 H. Sekiya 34 暗黒物質の検出方法暗黒物質によって、ごくまれに跳ね飛ばされる普通の物質（原子核）を観測すればいい落とされるエネルギーはすごく小さい。 →水では軽すぎ、チェレンコフ光もでない地球で直接とらえる！はくちょう座公転 30km/s 232 km/s 太陽暗黒物質の海の中を230km/秒で進んでいる →230km/秒の暗黒物質の風を受けている何をつかうか？ • 普通にわれわれが使えるのは原子液体のキセノンを用いる • 重い原子核ほど有利 • シンチレーション光を出す。 – 同じエネルギーで水（チェレンコフ光）の1000倍 – 沢山の光検出器”光電子増倍管”で囲う • 密度も3g/cm3と大きく、大質量をコンパクトに８００ｋｇ暗黒物質はどう見える？ • こんなに明るいのはちがう暗黒物質かな？ • 一生懸命解析中見えないものが大事 • 神岡の地下深くで、１３７億光年先までの宇宙を探って、宇宙の成り立ちを明らかにする。