ダークマターの正体は何か？- 広大なディスカバリースペースの網羅的研究

領域概要

領域代表 村山 斉
*ダークマターは存在が確実で、宇宙の星や銀河を作った立役者だが、その正体は不明である。今までは素粒子物理学の要請から、約二桁の質量範囲の *WIMP パラダイムに研究が集中していたが、2010 年代の実験・観測で制限が厳しくなり、WIMP 以外の候補への関心が高まっている。

　本提案ではダークマターの質量で90桁に亘る広大なディスカバリースペースを網羅的にカバーするため、今までにない多角的な方法で理論から宇宙観測・地上実験にまたがる研究領域を拓くことを目指す。

　近年急速に技術が成熟したレーザー干渉計や、すばる観測・加速器・人工衛星・重力波・高エネルギーニュートリノを含むタイムリーな実験・観測の提案である。特に日本の投資による既存の最先端施設を有効活用し、若手研究者のユニークなアイディアによって工夫を加えることでインパクトの高い結果が出せる。天文学・物理学・工学の分野において融合的で飛躍的な展開が期待できる。
　*ダークマター（暗黒物質）: 宇宙に存在する物質の85パーセントを占めると考えられている正体不明の物質。
　*WIMP（Weakly Interacting Massive Particle）: ダークマターの候補の一つとされる理論上の粒子。
　このサイエンステーマを調べるために、研究項目として、「理論班」（A01-A03）、「地上実験・宇宙観測班」（B01-B06）、「究極班」（C01-C02）の研究計画を組織した。特に、ダークマターの正体の解明を目指し、これまで独立に進められていた「地上実験」、「宇宙観測」、またそれらの様々な手法の計画研究を揃え、個々の研究をさらに発展させるだけでなく、互いの相乗効果、共同研究を促すことに本領域の特色がある。

はじめに

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