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

計画研究:B05 実験班
電子陽電子加速器によるダークマター探索

研究代表 西田 昌平
 本研究の目的は、電子陽電子衝突実験、特に稼働中のBelleII実験のデータを用いたダークマター探索である。加速器最大の積分ルミノシティ(データ量)を収集した前身のBelleの4倍程のデータが2023年ごろまでに収集される予定である。電子陽電子衝突反応で光子を伴ってダークマターが生成される過程を用いて、10GeV以下の領域でダークマターを探索する。

 ダークマターは検出器によって直接検出できないので、反応によって生成した単光子だけが検出可能なモノフォトン事象となり、ダークマターは消失エネルギーとして測定する。このような事象は通常のトリガーでは対応できずデータ収集されないため、専用の単光子トリガーの開発、改良、性能評価を行う。この過程の研究により、100MeVから10 GeVの領域で、従来の10 倍の感度で探索を行う。また、ダークフォトンがレプトン対に崩壊する過程や、SuperKEKBで大量に生成されるB中間子がダークマターを伴って崩壊する過程なども研究し、多角的に様々な性質のダークマターの探索を行う。
メンバー
研究代表者
西田 昌平 Shohei NISHIDA
高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 准教授 研究全体の総括

研究分担者
角野 秀一 Hidekazu KAKUNO
東京都立大学 理学研究科 教授 データ解析

原 康二 Koji HARA
高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 研究機関講師 データ解析

Thomas CZANK
東京大学 カブリ数物連携宇宙研究機構 特任研究員 データ解析

Yun-Tsung LAI
東京大学 カブリ数物連携宇宙研究機構 特任研究員 トリガー研究


はじめに

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