研究成果

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この世の成り立ちに迫る-


2018年11月21日


     日野正裕 複合原子力科学研究所准教授、長縄直崇 名古屋大学研究員、粟野章吾 同修士課程学生、北口雅暁 同准教授、三島賢二 高エネルギー加速器研究機構特別准教授らの研究グループは、最高で11ナノメートルという未到の分解能を持つ、新しい中性子検出器の開発に成功しました。

     本検出器は、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、名古屋大学で開発したダークマター粒子検出用の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て安定化させることに成功しました。

     本研究グループは、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。

     本研究成果は、2018年11月21日に、国際学術誌「The European Physical Journal C」のオンライン版に掲載されました。

    図:(左)炭化ホウ素膜中のホウ素10が中性子を吸収してイオンに変換し、イオンが写真乳剤中に痕跡を残す。(右)得られた飛跡の光学顕微鏡写真(対応論文より引用)

     

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-018-6395-7

    【KURENAIアクセスURL】http://hdl.handle.net/2433/236486

    N. Naganawa, T. Ariga, S. Awano, M. Hino, K. Hirota, H. Kawahara, M. Kitaguchi, K. Mishima, H. M. Shimizu, S. Tada, S. Tasaki, A. Umemoto (2018). A cold/ultracold neutron detector using fine-grained nuclear emulsion with spatial resolution less than 100 nm. The European Physical Journal C, 78:959.


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