神岡宇宙素粒子研究施設の将来 Future of the Kamioka Observatory

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1 神岡宇宙素粒子研究施設の将来 Future of the Kamioka Observatory
~3km 研究棟 計算機棟 1.7km Y. Suzuki Kamioka Observatory, ICRR, The University of Tokyo @10th anniversary and the commencement of SK-III May-14th, 2006 N S

2 現在の神岡地下で行われている実験 XMASS (試験機) KamLAND Super-Kamiokande (東北大学の施設)
暗黒物質探索 （東大物理他） Super-Kamiokande XMASS (試験機) 暗黒物質探索（宇宙線研他）

3 暗黒物質（Dark Matter）探索実験
ダークマターの分布 宇宙のエネルギー総和 通常の物質 （～４％） 暗黒物質 （～２３％） 銀河中心からの距離 回転速度（km/s） 観測データ 見える物質だけ からの期待値 ダークエネルギー (Dark Energy) （～７３％）

4 XMASS実験 800kg detector 直径80cm 暗黒物質が液体キセノンと反応したときに 発する光を検出する 暗黒物質
キセノン原子が 跳ね飛ばされる 直径80cm 現在は、 小型の試験機で 開発研究中

5 現在の神岡地下で行われている実験 XMASS (試験機) KamLAND Super-Kamiokande
(東北大学の施設) 暗黒物質探索 （東大物理他） Super-Kamiokande XMASS (試験機) 暗黒物質探索（宇宙線研他） 重力波望遠鏡（試験機：CLIO） 基線長：100m（宇宙線研究所他） レーザー地殻歪計 （東大地震研、京大防災研他）

6 重力波望遠鏡 Gravitational Wave Antenna （LCGT)
２００６年４月２０日(木） 朝日新聞、夕刊

7 NASAのHome Pageから

8 大型重力波望遠鏡 LCGT（Large Scale Cryogenic Gravitational Wave Telescope)
巨大な Michelson干渉計 LCGTの特徴 ３ｋｍの基線長 低温鏡の導入により雑音を低減 神岡地下の静寂な環境に設置し安定な動作を保障する 連星中性子星 からの重力波 空中に 吊した 空間の歪　 　腕の長さの変化 腕の長さ3km 重力波の通過　　干渉縞が変化する

9 日本における 実証プロトタイプ 現存する 検出器の 到達点 LCGTの 到達点 予想される 観測数の範囲 米国の計画 議会で予算 審議中 ～2012年頃 　　完成予定 一年間で検出できる連星中性子星合体事象数(期待値）

10 重力波望遠鏡試験機（CLIO)と レーザー地殻歪計の真空パイプ

11 併設するレーザー地殻歪計（地震研と連携）
100m プロトタイプ地殻歪計 重力波の観測　　鏡を空中に吊す 地殻歪の観測　　鏡を地面に固定 紀伊半島南東沖地震 歪ステップ（永久歪）の観測 歪ステップを明瞭に観測 スマトラ地震でぎりぎり ３km　　全地球的観測

12 神岡でのニュートリノおよび関連研究の展開
どうして宇宙には、 反物質が存在しないか の宇宙の謎に挑戦 宇宙暗黒物質探索 ニュートリノ の絶対質量の観測 次世代ニュートリノ 陽子崩壊測定装置 重力波望遠鏡 （ＬＣＧＴ） 開発研究 T2K 開発研究 第３の(最後の）ニュートリノ 振動の発見を目指す 開発研究 J-PARC 大強度n 地球物理学実験 （東大地震研等） スーパーカミオカンデ による研究 地下利用の拡大 K２K 大気n 振動の確認 ニュートリノに質量のある ことの発見 大気ニュートリノ（nmnt） 太陽ニュートリノ（nenm,t） (ニュートリノ振動） KEK-PS 人工n 超新星ニュートリノ 陽子崩壊 カミオカンデ 　　新しい宇宙を見る目：ニュートリノ 太陽、超新星ニュートリノ観測 ニュートリノ天文学の創始

13 実験室の拡幅（‘将来’への第一歩） 新実験室 Super-Kamiokande

14 重力波望遠鏡（LCGT) 研究棟 計算機棟 N S

15 夢

16 次世代の陽子崩壊・ニュートリノ検出器 大きいことは良いことだ 海底に作ったらどうか ２０年後は、地下施設  海底施設??
Hyper-K 540kton 大きいことは良いことだ ０．５メガトン　（SKの２４倍） 陽子崩壊探索には不足？　 もっと大きく？（地下では限界？） 拡張可能に？ 海底に作ったらどうか １ユニット２．２メガトン SKの１００倍 ２ユニットつくれば SKの２００倍 ２０年後は、地下施設　 海底施設?? 105m (H) x 170m x 170m