身内賢太朗

NEWAGE実験７：地上実験まとめ

京大理　身内賢太朗日本物理学会　 2007年春季大会（首都大学東京 25pSE-7）

Feb. 20, 2007 　 APPEAL07

(New generation WIMP search with an advanced gaseous tracker 　 experiment)

谷森達・窪秀利土屋兼一・株木重人高田淳史・岡田葉子西村広展・服部香里上野一樹・黒澤俊介

内容イントロ装置概要実験・結果まとめ

DMはじめて 10周年記念

身内賢太朗

本日のお話は科研費　若手 A（H16-H18）東レ科学技術研究助成（ H16 –H18 ）　　　　　　成果。

2007年 3月 25日　 JPS（首都大学）

初年度学会発表　「 NEWAGE実験１」　

ここらへんの大風呂敷がどれくらい実現したか。　

身内賢太朗

２、 3次元飛跡検出器（マイクロTPC）

GEM(×10)

TPC

40cmTPC

X 読み出し（ 768ch） Y 読み出

し（ 768ch）

FAGA 座標演算装置（ 1536ch）

Preprints: physics/0701085 K.Miuchi et.al

2007年 3月 25日　 JPS（首都大学）

典型的な陽子飛跡　

Neutrons（ 252Cf）

身内賢太朗

マイクロ TPC諸元検出部　 CF4ガス　　 0.2barr　有感体積： 23×28×31cm3

有効質量： 8.9g初段ガス増幅　：　GEM 　（ 23×28cm2）主ガス増幅、読み出し（ 400μmピッチ）　：　 μPIC 　 30×30cm2

合計ガス増幅率　：　 2300程度読み出し：飛跡情報（デジタル）　＋　エネルギー情報（ FADC）

PIC (z=-0.5cm)

-VGEMT

drift plane 　(z=31cm)

+V-PIC

-VGEMB

-VDRIFT 8.25M

Field shaping pattern

　（ ×31）

（ ×30）

33M

1cm

XY

Z north

ψGEM(z=0cm)

TPC模式図 μPIC

μPIC,応用など： 26aSK6(西村 ) 　26pSF9・ 10(服部・高田 ) 　 27pSE11(株木 )　

GEM＋TPC

身内賢太朗 2007年 3月 25日　 JPS（首都大学）

マイクロ TPC性能 Preprints: physics/0701118 K.Miuchi et.al

各種応答をねちねち測定。　いずれも大型化に向けて改善予定

長期安定性　 : 　 30日でゲイン変動 4%（ rms）以下位置分解能　 0.8mm (rms)エネルギー分解能　 70%FWHM @100keVガンマ排除力　：　 < 2e-4 原子核反跳　絶対検出効率　：　 40%@100keV方向依存検出効率　感度マップを作成

検出効率（ 252Cf run）

ガンマ線排除力

137Cs run

137Cs run エネルギースペクトル（ length <1cm）

赤：１３７ Cs run

青： BG run

緑：さっぴき

原子核反跳領域： 1cm以下（検出効率測定でも適用）BGさっぴきは０コンシステント

ガンマ線由来の電子に対する感度　 <2e-4　

Jan 27, 2007 　 3rd MPGD workshopRecoil direction 　image

252Cf（ NE45°　 zenith35°）

10

Cos

n

p

CF4+C4H10

252Cf run

Proton tracks

n252Cf

YX-15cm 15cm

15cm

-15cm

30cm

Z(drift)

0cm

方向を見るCF4+C4H10 (9:1)陽子の飛跡n -> p の前方散乱(　質量としてWIMP -> F　を模す　）

観測諸元観測期間： 2006年 11月 1日　 ~ 2006年 11月 27日場所：京都大学　 3 階　 ( 北緯 35.03　東経 135.783）Live time： 16.70 日EXPOSURE： 0.15 　 kg・ days

３、実験

エネルギースペクトル

普通の結果ガンマは排除、中性子BG

Jan 27, 2007 　 3rd MPGD workshop

暗黒物質の風（一日一周）

方向に感度のある解析フッ素、炭素の原子核反跳（ 100-400keV）によって描いた「スカイマップ」「暗黒物質の風」の到来方向と重ねて示す地上・中性子 BGの等方分布

スカイマップ

cosΘ分布

cosΘ分布についてデータをシミュレーションを比較

　　　断面積に制限

DM limit

方向に感度のある結果中性子 BGに制限されているが、

　　　　　　方向に感度を持った世界初の結果。

「 NEWAGE」への第一歩。

10 100 1000GeV

身内賢太朗

地上で DM RUN やりました。ガスでも制限曲線引ける方向に感度をもった初の結果

まとめとこれから

KAMIOKA LAB-B2007/1/19

地下測定はじめました。制限の更新方向に感度をもった中性子 BG測定

もっと先は地下測定はじめました。まず、 60cm 角 TPCを製作最終的には 1m 角 TPC× 数十ケで DM検出へ。