本研究では、暗黒物質アクシオン探索を行います。アクシオンは、WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles、弱く相互作用する重粒子）と並んで、暗黒物質の最有力候補です。アクシオンは質量が軽く、暗黒物質として存在する場合には、「波動」として振る舞っています。暗黒物質は、WIMPsの様な「粒子」なのか、それともアクシオンのような「波動」なのか？本研究は、理論研究（E01）と協力した暗黒物質アクシオンの直接探索によって、この謎に挑戦します。
　研究の第一段階では、東北大学ニュートリノ科学研究センターが所有する既存の装置を用いて、本格的な探索実験を日本で初めて実施します。探索質量はこれまで探索の行われていない高い周波数とし、理論的に予測されているにも関わらず未探索の領域（Trapped Misalignment領域）を中心に、大発見を狙います。第二段階では、アクシオンのモデルの中でも最も有力で、QCDアクシオンと呼ばれる領域を探索し、さらにアクシオン探索のベンチマークであるKSVZアクシオンモデルにに到達する感度での探索を目指します。このアクシオンは非常に信号が弱いため、信号の増強と雑音の低減が必要です。信号の増強のために、大型・強力なマグネット（担当：高田）を用いて、新開発のマイクロ波共振空胴（岸本）を開発・研究します。また雑音の低減では、ヘリウム超流動の利用（高田）によって光子雑音を低減し、さらに、超伝導技術を利用した極低ノイズアンプの開発（沓間）を行います。これらを１つにまとめ、より高感度のアクシオン探索を行い、暗黒物質素粒子の謎を解明する研究を行います。

代表者

岸本康宏　Yasuhiro, KISHIMOTO

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東北大学　教授
研究統括、検出器の作成・管理運営


分担者

沓間弘樹　Hiroki, KUTSUMA

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東北大学　助教
超低ノイズアンプ開発

高田卓　Suguru, TAKADA

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核融合科学研究所　助教
低温技術、高磁場・磁場遮蔽


協力者

小川泉　Izumi, OGAWA

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福井大学　教授
環境のデータ収集

時安敦史　Atsushi, TOKIYASU

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東北大学　助教
データ解析

大塚朋廣　Tomohiro, OTSUKA

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東北大学　准教授
超低ノイズアンプ開発

黒澤俊介　Shunsuke, KUROSAWA

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東北大学　准教授
マイクロ波用高純度セラミックス