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- さわ にかどり
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1 2014/03/07 VII:
2 XMASS
3
4
5 XMASS( CANDLES (2 NEWAGE ( KAGURA( KAMLAND ( 2
6
7 F. Zwicky 1933 F. Zwicky!! (400!
8 F. Zwicky 1933 F. Zwicky!! (400! 1970 Vera Cooper Rubin! Vera Cooper Rubin!
9 F. Zwicky 1933 F. Zwicky!! (400! 1970 Vera Cooper Rubin! ! COBE CMB (! WMAP CMB (! Planck CMB ( ) Vera Cooper Rubin CMB => Cosmic Microwave Background!! 138 NASA/WMAP ESA/Planck
10 F. Zwicky 1933 F. Zwicky!! (400! 1970 Vera Cooper Rubin! ! COBE CMB (! WMAP CMB (! Planck CMB ( ) Vera Cooper Rubin CMB => Cosmic Microwave Background!! 138 NASA/WMAP ESA/Planck
11 8kpc 230km/sec NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)
12 21cm Total ν 2 = M(r) G r G: M(r) : r M(r)!? M(r) r M(r)
13 F. Zwicky 1933 F. Zwicky!! (400! 1970 Vera Cooper Rubin! ! COBE CMB (! WMAP CMB (! Planck CMB ( ) Vera Cooper Rubin CMB => Cosmic Microwave Background!! 138 NASA/WMAP ESA/Planck
14 ! PLANCK PLANCK 138 ( )
15 ~10!! (!
16 !!
17 ! 5%! + 95%!! 5!!
18 : chandra.harvard.edu
19 NASA/CXC/M. Weiss NASA, ESA, and A. Feild (STScI)
20 (X D. Clowe et al
21 ~10!! (!
22 !
23 ~10!! (!
24 !! SDSS
25 ! 0.001% 130!! 4D2U Project, NAOJ
26 ! 0.001% 130!!! ->! ->! ->! -> 4D2U Project, Masaki NAOJ Yamashita
27
28 (Hot) MACHO(Massive Compact Halo Object) WIMP (Weakly Interacting Massive Particle)
29 3!!!
30 20%
31
32 !!! E=MC 2
33 AMS02 LHC q q q q- q - - -q
34 Χ Χ Χ Χ Χ ν Χ: dark matter ν: neutrino
35 Prof. Samuel Ting 2013! "It will not be a minor paper" AMS02
36 加速器 (LHC) 円周27km! 陽子ー陽子を正面衝突させて 粒子を作り出す ヒッグス 暗黒物質も E=MC2 q Jet q どやってさがすのか DM 成した場合検出器をすり抜ける DM 他にもいろんなモードがある matter production in association with a single jet in a hadron collider. arxiv: v1 P.J. Fox et al. dark matter production 3.1. 暗黒物質候補の超対称性粒子がが生 in association with single jet Comparing Various Mono-Jet Analyses in hadron collider. ->失ったエネルギーを探す 宇宙暗黒物質の発見とは言えない
37 !!!
38 SNOLAB DEAP-CLEAN Picasso COUPP Boulby NaIAD ZEPLIN I/II/III DRIFT I/II Soudan CDMS II CoGENT Frejus EDELWEISS I/II CanFranc IGEX ROSEBUD ANAIS ArDM Gran Sasso DAMA/LIBRA CRESST I/II XENON DarkSide NIT(?) JINPING PANDA-X CDEX YangYang KIMS Oto PICOLON Kamioka XMASS NEWAGE
39 1L 1000 (10 15 ) 10
40 8kpc KLYPIN et al. APJ =2.5 x km - NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech) - 0.3GeV/cm3, 100GeV /
41 !! 1/10 5
42 暗黒物質 (WIMP) 検出器の原子核エネルギーをおとす ~10keV χ + N χ + N! ~ 10 kev ev: 1V 1 137Cs 662keV, 511 kev
43 E R = r r = (1 cos ) 2 E W (center of mass) 4M w M N WIMP (M w + M N ) 2 θ θ Mw = 100 GeV/c2, MT = 100 GeV/c2, r = 1 WIMP velocity: v~ 0.75 X 10-3 = 220 km/sec E R = 1 2 M W 2 c 2 = 1/2 x 100 x GeV/c 2 (0.75 x 10-3 ) c 2 Log(Rate) = 30 kev ev: 1V 1 137Cs 662keV, 511 kev
44 dr = R 0F 2 (E R ) de R E 0 r k 0 k 1 2πv 0 vmax v min 1 v f(v, v E)d 3 v motion dynamics Spin independent Spin dependent σ 0 = A 2 µ2 T µ 2 p σ χ p σ 0 = (λ2 N,Z J(J+1))Nuclear (λ 2 p,z J(J+1))proton µ 2 T µ 2 p σ χ p
45 Event Rate Event Rate - WIMP Mass 100GeV Xe Ar Na Ge (131)! (127)! (73)! (40)! (23)! (16) O Energy threshold : Recoil Energy (kev) 100 kg 1
46
47 XMASS
48 XMASS Xenon MASSive detector for Solar neutrino ( ) Xenon neutrino MASS detector ( ) Xenon detector for Weakly Interacting MASSive Particles ( ) 太陽ニュートリノ 暗黒物質
49 Xe (A~131) (Z=54) (ρ=3g/cc): -> Ge
50 luminum block floating in liquid xenon (picture) 108 3g/cc KEK, Haruyama (2.7g/cc Picture by Tom Haruyama, KEK
51 The XMASS collaboration: Kamioka Observatory, ICRR, Univ. of Tokyo : K. Abe, K. Hiraide, K. Ichimura, Y. Kishimoto, K. Kobayashi, M. Kobayashi, S. Moriyama, K. Nakagawa, M. Nakahata, N. Oka, H. Ogawa, H. Sekiya, Y. Suzuki, O. Takachio, A. Takeda, M. Yamashita, B. Yang Kavli IPMU, University of Tokyo: J.Liu, K.Martens Kobe University: K. Hosokawa, K. Miuchi, Y. Ohnishi, Y. Takeuchi Tokai University: K. Nishijima Gifu University: S. Tasaka Yokohama National University: K. Fujii, I. Murayama, S. Nakamura Miyagi University of Education: Y. Fakeda STEL, Nagoya University : Y. Itow, K. Kobayashi, K. Masuda, H. Takiya, H. Uchida Sejong University: N. Y. Kim, Y. D. Kim KRISS: Y. H. Kim, M. K. Lee, K. B. Lee, J. S. Lee
52
53 静かな地下で実験 山がじゃまな宇宙線 を防ぐ 地下1000 m. ニュートリノ 暗黒物質 重力 波などの実験が行われてる 地上では手のひらに毎秒数個の 宇宙線が降り注いでいる! By courtesy of Dr. Miyoki 神岡地下では約1/105に減る Masaki MasakiYamashita Yamashita
54 Lab-C! (700L)
55 ! -100 μ!
56 20 inch PMT x 70
57 γ LXe Blue : γ tracking Pink : whole liquid xenon Deep pink : fiducial volume
58 GLA2010 3/29/2010 H. Sekiya 27
59 642
60 ! 642
61 e.g. 40 K case 4000 / 15 / 0.01 Bq/PMT! 6.42 Bq/642 PMTs 100 /kg
62 XMASS DAMA CoGENT XMASS 1.5 (low mass) CDMS II XENON100 XMASS WIMP Mass [GeV/c 2 ] x x x _mu within 1sigma, SI , SI
63 ! XMASS 835kg
CMB and DM (Cosmic Microwave Background and Dark Matter) ~ ~
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