竹田 敦

Takeda, Atsushi

研究テーマ「ニュートリノ・暗黒物質による宇宙素粒子物理学研究」

　宇宙がどのように誕生し、どのように進化してきたのかという宇宙物理学のテーマを、ミクロの世界を追求する素粒子物理学の観点から解明することに主眼をおいています。
　そこで活躍するのが、私たちの身の回りにあふれているのに普段はあまり気に留められないニュートリノという素粒子と、私たちが普段目にしている物質とは全く異なる正体不明の暗黒物質粒子です。

　なぜ宇宙が物質で出来ていて反物質がほとんど無いように見えるのかといった問いをニュートリノの性質から調べたり、星が一生の最後に大爆発をする超新星爆発の際に放出されるニュートリノから宇宙における物質の進化を調べたりといった研究を進めたいと考えています。
　そのため、現在、スーパーカミオカンデをさらに進化させたハイパーカミオカンデ計画を推進しており、今まさに検出器の心臓部分である水槽と光センサーを支える構造物部分の建設が始まろうとしています。水質をコントロールした水チェレンコフ検出器としては世界最大のハイパーカミオカンデ検出器を自分の手で作ることのできる千載一遇の機会に恵まれているといえます。検出器で得られたデータの解析には、検出器に対する深い理解が大きな助けになると考えられます。

　暗黒物質は、宇宙が現在のような構造を持つにいたった原因として不可欠なものと考えられており、それが未知の素粒子であった場合、地上にある検出器で直接的に検出できる可能性があります。未知素粒子の発見は、それ自体で素粒子物理学に計り知れないインパクトを与えることになります。本研究室では、現在、暗黒物質の直接検出を目指してイタリアで進行中の世界最高感度での探索実験を推進し、暗黒物質の直接検出を目指しています。また、暗黒物質検出だけでなく、超新星爆発が我々の銀河近傍で起こった場合に、全種類のニュートリノを感度よく観測することでスーパーカミオカンデやハイパーカミオカンデとは相補的な情報から超新星爆発メカニズムの理解への不定性をより小さく進める研究を進めていきます。

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