Last Update 2009.12.01

"DMTPC: a novel apparatus for directional Dark Matter detection Gabriella Sciolla (MIT) on behalf of the DMTPC collaboration"
講演者 : Gabriella Sciolla
(Cecil and Ida Green Career Development, Massachusetts Institute of Technology
Associate Professor)

日時 : 2009/12/21(Mon.)10:30 〜 12:00
場所 : 素粒子物理国際研究センター会議室(理学部1号館10階1017号室)

Abstract :
Directional detection is key to provide unambiguous observation of dark matter even in the presence of insidious backgrounds.
The DMTPC collaboration is developing a TPC with optical readout with the goal of detecting the sense and direction of the elastic recoils generated by Dark Matter interactions. The detector, filled with CF_4 gas at low pressure, is equipped with a mesh-based amplification region that allows for 2D imaging of the recoils in a CCD camera. The third coordinate of the recoil is provided by PMTs. The sense of the direction is determined by measuring the energy loss along the recoil track.
The performance of this detector has been studied using alpha particles, low-energy neutrons, and x-rays. Results from several prototypes have demonstrated the suitability of this approach to measure directionality by observing the "head-tail" effect for low- energy nuclear recoils.
A 10-liter DMTPC detector has recently been operated for three weeks in a surface run. Preliminary results from such a detector will be presented. A 20-liter detector is being built for underground operations at WIPP. A larger (1m3) detector is also being designed. A one-year underground run with such a detector will allow us to improve the current sensitivity on spin-dependent interaction on protons by about a factor 50.
講演資料 : [ ]
講演者 : 磯 暁
(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)

日時 : 2009/6/5(Fri.)14:00 〜 16:00
場所 : 素粒子物理国際研究センター会議室(理学部1号館10階1017号室)

Abstract :
ホーキング輻射は真空のゼロ点振動が強い重力場の効果で実輻射として観測されるものであるが、 重力場と加速場は等価であるため、強加速場でも同じような現象(ウンルー効果)が期待される。 このUウンルー輻射に関する、理論・現象論的な解説を行う。 同時にバックグランドとなるラマー輻射の解説も行う。

講演資料 : [ ]

講演者 : 長嶋泰之
(東京理科大学理学部第二部物理学科 教授)

日時 : 2009/6/3(Wed.)15:00 〜 17:00
場所 : 素粒子物理国際研究センター会議室(理学部1号館10階1017号室)

Abstract :
電子と陽電子が水素原子様束縛状態であるポジトロニウムを形成することは良く知られている。 陽電子は、さらにもうひとつの電子と束縛してポジトロニウム負イオンを形成することがある。
ポジトロニウム負イオンが存在することは、1946年にJ.A. Wheeler [1] によって予測された。 その後、束縛エネルギーや消滅率、光子との相互作用などに関して、数多くの理論的研究が行われている [2]。 しかしながら実際に生成するのは難しく、初めて生成が確認されたのは、Wheelerの予測から35年も経ってのことである。 A. P. Mills, Jr. [3] は、低速陽電子ビームを炭素薄膜に入射すると、下流側からポジトロニウム負イオンが飛び出す ことを発見した。ただし、生成率(入射低速陽電子数に対する生成されたポジトロニウム負イオンの数の割合)は0.028%と 低く、その後はポジトロニウム負イオンに関する実験はほとんど行われていなかった。 わずかに、消滅率の測定が2例報告されているのみである [4]。
我々は2006年に、タングステン表面に低速陽電子を入射すると、バルク中で熱化した陽電子が表面付近の電子2個と束縛して、 ポジトロニウム負イオンとして放出されることを発見した [5]。生成率は0.006%と、炭素薄膜を用いる場合よりもさらに 低かったが、昨年になって、タングステン表面にセシウムをわずか0.8原子層蒸着するだけで飛躍的に増加し、1.25%となった [6]。 ポジトロニウム負イオンのみならず、ポジトロニウムの生成量も、セシウムの蒸着によって増大する。
我々は現在、このようにして生成したポジトロニウム負イオンを使って、束縛エネルギーの測定や光解離の実験を行っている。 将来は、電子1個と陽電子2個の束縛状態であるポジトロニウム正イオンの生成にも挑戦したいと考えている [7]。
References :
[1] Wheeler J A 1946 Ann. New York Acad. Sci. 48 219.
[2] See, for example, Frost A A, Inokuti M and Lowe J P 1964 J. Chem. Phys. 41 482; Igarashi A, Shimamura I and Toshima N 2000 New J. Phys. 2 17; Drake G W F and Grigorescu M 2005 J. Phys B: At. Mol. Opt. Phys. 38 3377.
[3] Mills A P 1981 Phys. Rev. Lett. 46 717.
[4] Mills A P 1983 Phys. Rev. Lett. 50 671; Fleischer F, et al. 2006 Phys. Rev. Lett. 96 063401.
[5] Nagashima Y and Sakai T 2006 New J. Phys. 8 319.
[6] Nagashima Y, Hakodate T, Miyamoto A, Michishio K 2008 New J. Phys. 10 123029.
[7] Nagashima Y 2008 Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 266 511.

講演資料 : [ ]

講演者 : Kors Bos
講演者 : Simone Campana
(CERN 研究員)

日時 : 2009/4/27(Mon.)13:30 〜 15:30
場所 : 素粒子物理国際研究センター会議室(理学部1号館10階1017号室)

Abstract :
CERNのLHC加速器アトラス実験では年間数ペタバイトに及ぶ大量の実験 データが生成される。そのため、世界規模で配備されたコンピューティング グリッド(WLCG)上で分散解析を行う。効率的にモンテカルロシミュレーションや データ解析を行うため、グリッド上に大規模なプロダクションシステムを構築して きた。Kors Bos氏は分散解析システム構築の責任者として、Simone Campana 氏はシステムの開発指導者として両氏ともに多大な貢献をしてきた。セミナーでは アトラス実験での分散解析の設計思想や概要をBos氏に、運用の実際を Campana氏に紹介していただく予定である。

講演資料 : [ ]

"Study of matter and antimatter components in cosmic rays in Low Earth Orbit with Pamela experiment"
講演者 : Marco Casolino
(INFN & University of Roma Tor Vergata 博士)

日時 : 2009/4/7(Tue.)15:00 〜 17:00
場所 : 素粒子物理国際研究センター会議室(理学部1号館10階1017号室)

Abstract :
Pamela is a 500kg satellite-borne experiment designed to study with great accuracy cosmic rays of galactic, solar, and trapped nature in a wide energy range (protons: 80 MeV-700 GeV, electrons 50 MeV-400 GeV). Main objective is the study of the antimatter component: antiprotons (80 MeV-190 GeV), positrons (50 MeV-270 GeV) and search for antimatter with a precision of the order of 10-8. The experiment, housed on board the Russian Resurs-DK1 satellite,was launched on June, 15th 2006 in a 350 - 600 km orbit with an inclination of 70 degrees. We will describe the apparatus and the various solutions adopted to meet the stringent needs of a spaceborne detector. The scientific objectives, the performance and the operations of Pamela in its first 1000 days of flight will be illustrated. First results on protons of trapped, secondary and galactic nature - as well as measurements of the December 13 2006 Solar Particle Event will be shown. Finally, the measurements and possible implications of the antiproton and positron components up to 100 GeV in galactic cosmic rays in the context of indirect search for dark matter signature will also be discussed.

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