トラックからの方向反動の識別
方向性反跳粒子検出装置（DRIFT ）は、暗黒物質の主要な候補である弱い相互作用をする巨大粒子（WIMP）を検出するために設計された低圧負イオン時間投影チャンバー（NITPC）です。[ 1 ]
現在稼働しているDRIFT検出器は2台ある。1台はイギリスのノースヨークシャーにあるボルビー鉱山のボルビー地下研究所の地下1100mに設置されているDRIFT-IId [ 2 ] 、もう1台はロサンゼルスのオクシデンタル大学の地上に設置されているDRIFT-IIeである。
DRIFT 共同研究の最終的な目的は、暗黒物質ハローの特徴を提供するのに十分な精度で WIMP 誘発核反跳飛跡を観測および再構築するための DRIFT 検出器の地下アレイを開発および運用することです。
WIMP検出
世界中で、WIMP が通常物質の原子と直接衝突したときに発生すると予測されるエネルギー付与を検出しようとする実験が数多く行われています。WIMP とターゲット物質内の原子核の間で発生すると予測される低エネルギーで極めて稀な相互作用を検出するには、超高感度実験が必要です。DRIFT 検出器は、ターゲット物質として低圧ガスを使用する点で、大多数の WIMP 検出器と異なります。低圧ガスを使用するため、検出器内での相互作用により、固体または液体のターゲット物質を使用する検出器で見られる点状の相互作用と比較して、測定可能な長さの電離飛跡が生じます。このような電離飛跡を 3 次元で再構成することで、飛跡の原因となった粒子の種類だけでなく、粒子がどの方向から来たのかを特定できます。この方向性感度により、WIMP の明確な方向性シグネチャによってその存在を証明できる可能性があります。
検出技術
DRIFT検出器のターゲット材料は、1立方メートルの立方体ドリフトチャンバーで、二硫化炭素（CS 2）と四フッ化炭素（CF 4 ）ガスの低圧混合物（それぞれ30トルと10トル（4.0 kPaと1.3 kPa））で満たされています。WIMPは時折、二硫化炭素ガス中の硫黄または炭素原子の核と衝突し、核の反跳を引き起こすことが予測されます。エネルギーの高い反跳核はガス粒子をイオン化し、自由電子の経路を作り出します。これらの自由電子は、電気陰性度のCS 2分子に容易に付着し、 CSの軌跡を作り出します。 − 2 イオン。ガス容積は陰極によって半分に分割され、−34 kVの電圧を印加することで静電場が発生し、これらの負イオンは飛跡構造を維持しながら検出器両端のMWPC面へとドリフトします。ガス混合物に1 torr（130 Pa）の酸素を添加することで、DRIFT検出器の感度体積を完全に基準化できました。
結果
DRIFT-IIdは2012年にスピン依存限界を発表しました。[ 3 ]
参考文献
- ^ Universe 101.NASAウェブサイトHinshaw, Gary F. (2010年1月29日) 2011年9月9日閲覧。
- ^ボルビー地下科学施設
- ^ Daw, E.; Fox, JR; Gauvreau, J.-L.; Ghag, C.; Harmon, LJ; Gold, M.; Lee, ER; Loomba, D.; Miller, EH; Murphy, A.StJ.; Paling, SM; Landers, JM; Pipe, M.; Pushkin, K.; Robinson, M.; Snowden-Ifft, DP; Spooner, NJC; Walker, D. (2012年2月). 「DRIFT-IId方向性暗黒物質検出器によるスピン依存限界」. Astroparticle Physics . 35 (7): 397– 401. arXiv : 1010.3027 . Bibcode : 2012APh....35..397D . doi : 10.1016/j.astropartphys.2011.11.003 . S2CID 56335225 .
外部リンク
北緯54度33分12秒 西経0度49分28秒 / 北緯54.5534度、西経0.8245度 / 54.5534; -0.8245
