素粒子用写真技術を応用した超高分解能新型中性子検出器の開発に成功!-中性子の波紋を撮って解読し、この世の成り立ちに迫る。物体の透視にも期待-

   
  • 名古屋大学
  • 京都大学
  • 高エネルギー加速器研究機構
  • J-PARCセンタ- 

概要

名古屋大学未来材料システム研究所の 長縄 直崇 研究員、同大学院理学研究科の 粟野 章吾 大学院生、北口 雅暁 准教授、京都大学複合原子力科学研究所の 日野 正裕 准教授、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の 三島 賢二 特別准教授をはじめとする、名古屋大学、京都大学、九州大学、高エネルギー加速器研究機構から成る研究グループは、最高で11ナノメートルという未到の分解能を持つ全く新しい中性子検出器の開発に成功しました。
中性子もミクロに見ると波として振舞います。中性子がさまざまな状況で作り出す波紋は、この宇宙の成り立ちの解明や様々な物質の内部構造の透視などに利用できます。高い空間分解能による中性子検出はその要となる技術です。
この検出器は、ニュートリノやミュオンなどの素粒子を用いた実験や古代の遺跡の透視等で活躍している素粒子現象を写し出す写真技術を応用したものです。名古屋大学で宇宙の未知の質量の正体と目されるダークマター粒子の微弱な信号を捉えるために特別に開発した超高分解能な素粒子用写真フィルムの原料を、京都大学で開発したホウ素を含む特殊な薄膜に塗布し、様々な試行錯誤を繰り返して安定化に成功しました。
今回、大強度陽子加速器施設 J-PARCの物質・生命科学実験施設において、この検出器に中性子を照射し、中性子の到達位置を分解能100 ナノメートル以下、最高で 11 ナノメートルで決定できることを確認しました。これは、現在利用されている検出器の分解能よりも2桁程度高い、突出した結果です。

この研究成果は、平成30年11月21日付欧州科学雑誌「The European Physical Journal C」のオンライン版に掲載されました。

研究成果のポイント

  • ◇素粒子用銀塩写真乳剤を用いた新しい原理の低速中性子用検出器を開発しました。
  • ◇従来の検出器よりも2桁程度良い分解能を得ることに成功し、宇宙の成り立ちの解明、物体の内部構造の透視に利用可能です。

詳しくは、プレスリリース(PDF)をご参照ください。

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