ミリ波帯域でのダークフォトン探索― DOSUE-RR 実験 ―安達俊介, 小高駿平, 末野慶徳, 本多俊介, 鈴木惇也
隅田土詞, 田島治
(京都大学)

ダークマターの懇談会2020 online

12020/09/08

ミリ波帯域でのダークフォトン探索― DOSUE-RR 実験 ―Dark-photon Observing System
for UnExplored Radio Range
安達俊介, 小高駿平, 末野慶徳, 本多俊介, 鈴木惇也
隅田土詞, 田島治
(京都大学)

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1

2020/09/08

目次• 自己紹介• ダークフォトン• 過去実験の探索領域• 探し方• 先行実験の測定系• ノイズについて• 本実験セットアップ• 予想感度• 予定• まとめ
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22020/09/08

自己紹介•安達 俊介 (学振PD@京都大学)• 主な研究: CMB (宇宙マイクロ波背景放射) 実験• 現在は Simons Observatory (SO) 望遠鏡という望遠鏡開発がメイン
Large Aperture Telescope(LAT)
Small Aperture Telescopes x3(SAT)

Simons Observatory[日本物理学会 9/14 SM会場午後]
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2020/09/08

自己紹介
•

安達 俊介 (学振PD@京都大学)• 主な研究: CMB (宇宙マイクロ波背景放射) 実験• 現在は Simons Observatory (SO) 望遠鏡という望遠鏡開発がメイン
Large Aperture Telescope(LAT)
Small Aperture Telescopes x3(SAT)

Simons Observatory[日本物理学会 9/14 SM会場午後]
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3

2020/09/08

自己紹介
•

安達 俊介 (学振PD@京都大学)• 主な研究: CMB (宇宙マイクロ波背景放射) 実験• 現在は Simons Observatory (SO) 望遠鏡という望遠鏡開発がメイン
Large Aperture Telescope(LAT)
Small Aperture Telescopes x3(SAT)CMB望遠鏡のノウハウを活かしたミリ波帯域ダークフォトン探索にも取り組んでいる
Simons Observatory

DOSUE-RR実験[日本物理学会 9/14 SM会場午後]
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ダークマター候補としてのダークフォトン• WISP (weakly interacting slim particle) の CDMになるダークフォトン(DP)を仮定できる• 新しい U(1) 対称性を標準理論に導入•X (DP)という新しい粒子が追加

新しい項

X の質量 結合定数 光 (F)との相互作用• (mγʼ, χ) の2つが未知のパラメータ *γʼ が DP
• mγʼ : DP の質量• χ : DP と実光子との結合定数ダークマターの懇談会2020 online

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N. Tomita et. al., arXiv:2006.02828 (2020)

先行実験

DP と光の結合定数 χ

過去実験の探索領域

探索可能領域
20~200 GHzのミリ波に対応

1

ダークフォトン (DP) 質量 [eV]10102103光の周波数 [GHz]104

ミリ波領域は未開のエネルギー領域 (Unexplored)!!
• 20GHz ~ 200GHz 帯は CMB での得意分野•

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ダークフォトンの探し方
ダークフォトン(DP)• 金属面で光に変換され垂直にミリ波が出てくる

金属板=光源として探索可能!!

金属板•
垂直に出てくるホーン
アンテナ

ミリ波受信機
アンプなど

スペクトロアナライザなどでスペクトル測定

mγʼ

光の周波数(ν)で1対1対応周波数のピーク探索ができる!!

スペアナで取得する周波数スペクトル (シミュレーション)
ある質量のDPが生成するとされる
ピーク

Power [W/5kHz]

転換光(ミリ波)

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周波数 [kHz]

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先行実験の測定系ダークフォトン(DP)金属板

転換光(ミリ波)

N. Tomita et. al., arXiv:2006.02828 (2020)

低温アンプでLow ノイズ & High ゲイン を達成• Tアンプ = 10 K ( / ノイズ)<latexit sha1_base64="nS9LiMKk+G6cphFT3hJrhJCEocw=">AAAB7nicdZDNSgMxFIUz9a+Of1WXboJFcDXMtLadLsSiG5cVbCu0Q8mkaRuamYQkI5ShD+HGhSIu3Pgm7t2Ib2PaKqjogcDHOfeSe28oGFXadd+tzMLi0vJKdtVeW9/Y3Mpt7zQVTyQmDcwZl1chUoTRmDQ01YxcCUlQFDLSCkdn07x1TaSiPL7UY0GCCA1i2qcYaWO1OkJyoXk3l3edatWvlovQQKlQ8ssG/PKRW3Gh57gz5U9e7GPx9GbXu7nXTo/jJCKxxgwp1fZcoYMUSU0xIxO7kygiEB6hAWkbjFFEVJDOxp3AA+P0YJ9L82INZ+73jhRFSo2j0FRGSA/V72xq/pW1E933g5TGItEkxvOP+gmDmsPp7rBHJcGajQ0gLKmZFeIhkghrcyHbHOFrU/g/NAuOV3QKF26+dgrmyoI9sA8OgQcqoAbOQR00AAYjcAPuwL0lrFvrwXqcl2asz55d8EPW8webF5Np</latexit>•

垂直に出てくるホーン
アンテナ

低温槽
14K

低温アンプ
( 30 dB )Tアンプ は周りのT低温槽 = 10 K に依存

ただし、アンテナに入ってくる熱放射ノイズがある• T熱放射 = 140 K

スペクトロアナライザ

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••

主要ノイズ

空の放射: 30~40K
周りの常温物質の熱放射: 300K

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熱放射ノイズ
測定対象のミリ波(金属板、CMB etc.)

ミリ波領域ではあらゆる物質の熱放射(300K) がノイズ源•=

熱放射ノイズ

熱放射ノイズ= 周囲から入ってくる不要なミリ波

周囲から入るミリ波(常温物質の黒体輻射、地面放射 etc.)•••

空を見ても30K相当の無視できないノイズ
アンテナは外側の光もある程度拾ってしまう(Side-lobe)
測定対象方向以外が低温物質を見ることでノイズを抑制可能

ホーン
アンテナなどの検出器

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熱放射ノイズ
測定対象のミリ波(金属板、CMB etc.)

CMB望遠鏡では測定対象(CMB)

Simos Observatory 望遠鏡
熱放射ノイズ
断面図= 周りから入ってくる不要なミリ波•=

熱放射ノイズ
周囲から入るミリ波(常温物質の黒体輻射、地面放射 etc.)

ホーンアンテナなどの検出器

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ミリ波領域ではあらゆる物質の熱放射(300K)
が窓
ノイズ源•希釈冷凍機空を見ても30K相当の無視できないノイズ

アンテナは外側の光もある程度拾ってしまう
真空チェンバ(Side-lobe)• 測定対象方向以外が低温物質を見ることで40 K 層ノイズを抑制可能
4K層

低温槽

•

検出器

検出器の前面を低温槽にすることで測定対象の周りも低温物質を見て熱放射ノイズを抑制!!

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熱放射ノイズ

CMB望遠鏡では測定対象(CMB)

Simos Observatory 望遠鏡
熱放射ノイズ
断面図= 周りから入ってくる不要なミリ波

測定対象のミリ波(金属板、CMB etc.)•=熱放射ノイズ
周囲から入るミリ波(常温物質の黒体輻射、地面放射 etc.)

ミリ波領域ではあらゆる物質の熱放射(300K)
が窓
ノイズ源•希釈冷凍機空を見ても30K相当の無視できないノイズ

アンテナは外側の光もある程度拾ってしまう
真空チェンバ(Side-lobe)• 測定対象方向以外が低温物質を見ることで40 K 層ノイズを抑制可能
4K層

低温槽

•検出器

検出器の前面を低温槽にすることで測定対象の周りも低温物質を見て熱放射ノイズを抑制!!

ホーン
アンテナなどの検出器

CMB望遠鏡を模して熱放射ノイズを抑制しより高感度での探索を目指す!!

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本実験セットアップ
ダークフォトン低温槽を拡張し金属板• アンテナも冷却• 金属板以外は低温槽を見る

転換光(ミリ波)窓

常温( 300K)

低温槽を拡張!
4K
ホーン
アンテナ( φ58 mm )低温アンプ

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2020/09/08

本実験セットアップ
ダークフォトン低温槽を拡張し金属板• アンテナも冷却• 金属板以外は低温槽を見る

転換光(ミリ波)

熱放射

常温( 300K)

このままでは内壁で反射した迷光が入ってくる
結局、外の300K を見ることに…

窓

低温槽内壁の金属で反射ホーンアンテナ( φ58 mm )低温アンプ

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2020/09/08

本実験セットアップ
ダークフォトン低温槽を拡張し金属板• アンテナも冷却• 金属板以外は低温槽を見る

転換光
(ミリ波)

熱放射
常温
( 300K)

このままでは内壁で反射した迷光が入ってくる
結局、外の300K を見ることに…

窓

電波吸収材を低温槽内壁に実装!

ホーン
アンテナ
( φ58 mm )CMB ではこれを防ぐために電波吸収材で内壁を覆う

SO 望遠鏡内壁
低温アンプ(バッフルリングがある)

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2020/09/08

本実験セットアップ
ダークフォトン低温槽を拡張し金属板• アンテナも冷却• 金属板以外は低温槽を見る

転換光
(ミリ波)

熱放射
常温
( 300K)

このままでは内壁で反射した迷光が入ってくる
結局、外の300K を見ることに…

窓

電波吸収材を低温槽内壁に実装!

ホーンアンテナ( φ58 mm )CMB ではこれを防ぐために電波吸収材で内壁を覆う

SO 望遠鏡内壁低温アンプ(バッフルリングがある)

最近開発した吸収材では99% の電波を吸収!! (3Kの効果)

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2020/09/08

受信機の設計と熱放射ノイズ源
金属板

金属板

窓を拡張

真空チェンバー

熱放射

窓

常温
300K

常温
300K
• 低温槽を金属板まで低温槽
4K
ホーン
アンテナ

拡張する
• 窓を低温槽の穴より大きくする

上へ
拡張

低温槽
4K
ホーン
アンテナ

金属板表面の反射が低温槽に入る
すべて低温槽を見る

金属板方向からも金属板表面の反射で常温からの放射を受け得る
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窓112020/09/08

受信機の設計と熱放射ノイズ源
金属板
熱放射

常温
300K

低温槽
40K
低温槽
4K

真空チェンバー窓

実際のクライオスタットは4K槽 だけでなく、40K槽 も存在(多層構造にしないと4Kまで冷えない)
金属板を反射して入ってくる熱放射は40K を見ることになる

ホーンアンテナ

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熱放射ノイズの推定アンテナの方向感度のシミュレーション

アンテナの方向感度

金属板方向-θ1

θ1低温槽内を見る

角度 θ=

θ1

熱放射ノイズ[各方向θからくる電波の強度(温度)]

ホーンアンテナなどの検出器[アンテナの指向性(方向感度)]の積分

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2020/09/08

熱放射ノイズの推定アンテナの方向感度のシミュレーション

アンテナの方向感度金属板方向40K低温槽を見る-θ1

4K低温槽を見る

θ1

角度 θ=

θ1

熱放射ノイズ (Tload)=10.7 K

[各方向からくる電波の強度(温度)]

低温槽: 4K or 40K

ホーンアンテナなどの検出器[アンテナの指向性(方向感度)]の積分

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上のシミュレーションより2020/09/08

熱放射ノイズの推定アンテナの方向感度のシミュレーションアンテナの方向感度
金属板方向40K低温槽を見る-θ14K低温槽を見る

θ1角度 θ=θ1

熱放射ノイズ (Tload)=10.7 K

[各方向からくる電波の強度(温度)]先行実験の Tload = 140 K

低温槽: 4K or 40K

比べて 13 分の1 に!!

ホーンアンテナなどの検出器[アンテナの指向性(方向感度)]の積分

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14上のシミュレーションより2020/09/08

結合定数 χ の感度の改善
先行実験からの改善• 全ノイズの抑制 : 180 K~20 K (9分の1倍)• 測定時間 : 10 hours
100 hours = 4 days (10倍)•p/<latexit sha1_base64="zbtgxxhlG59tHkGwHwrb9joHTRk=">AAAB+3icdVDLSsNAFJ34rPUV61KRwSK4Kklr23RXdOOyBfuAppTJdNIOnWTCzEQsoUt/w40LRdwK/Q53foM/4bRVUNEDFw7n3Mu993gRo1JZ1puxtLyyurae2khvbm3v7Jp7mabkscCkgTnjou0hSRgNSUNRxUg7EgQFHiMtb3Qx81vXREjKwys1jkg3QIOQ+hQjpaWemXE9zvqJi4fUjQSPFJ/0zKyVq1ScSqkANSnmi05JE6d0ZpUtaOesObLVw2n9/fZoWuuZr26f4zggocIMSdmxrUh1EyQUxYxM0m4sSYTwCA1IR9MQBUR2k/ntE3iilT70udAVKjhXv08kKJByHHi6M0BqKH97M/EvrxMr3+kmNIxiRUK8WOTHDCoOZ0HAPhUEKzbWBGFB9a0QD5FAWOm40jqEr0/h/6SZz9mFXL6u0zgHC6TAATgGp8AGZVAFl6AGGgCDG3AHHsCjMTHujSfjedG6ZHzO7IMfMF4+AEa5mPc=</latexit>{<latexit sha1_base64="Qmrl9SHix0Ryqfqngcm+yDsZsEQ=">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</latexit><latexit sha1_base64="CwCOiHsAvJF8mY62BztQMMrUcQk=">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</latexit><latexit sha1_base64="JYzK27ra2OKZ/z3QPUS1tuxsCY0=">AAAB6XicdVDJSgNBEK1xjXGLevTSGARPw2Sf3AJePEbJBskQejo9SZOenqG7RwhD/sCLB0W8+kfe/Bs7i6CiDwoe71VRVc+POVPacT6sjc2t7Z3dzF52/+Dw6Dh3ctpRUSIJbZOIR7LnY0U5E7Stmea0F0uKQ5/Trj+9XvjdeyoVi0RLz2LqhXgsWMAI1ka6G6TDXN6x63W3Xi0hQyrFils1xK2WnZqDCrazRB7WaA5z74NRRJKQCk04VqpfcGLtpVhqRjidZweJojEmUzymfUMFDqny0uWlc3RplBEKImlKaLRUv0+kOFRqFvqmM8R6on57C/Evr5/owPVSJuJEU0FWi4KEIx2hxdtoxCQlms8MwUQycysiEywx0SacrAnh61P0P+kU7ULJLt6W843WOo4MnMMFXEEBatCAG2hCGwgE8ABP8GxNrUfrxXpdtW5Y65kz+AHr7RM5o43j</latexit>(測定する信号強度)<latexit sha1_base64="bG+1ky370K6OYcDnlDPzg/eqbNY=">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</latexit>

/p

T

/ 1/t

1/4

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結合定数 χ の感度の改善
先行実験からの改善• 全ノイズの抑制 : 180 K~20 K (9分の1倍)• 測定時間 : 10 hours
100 hours = 4 days (10倍)•p/<latexit sha1_base64="zbtgxxhlG59tHkGwHwrb9joHTRk=">AAAB+3icdVDLSsNAFJ34rPUV61KRwSK4Kklr23RXdOOyBfuAppTJdNIOnWTCzEQsoUt/w40LRdwK/Q53foM/4bRVUNEDFw7n3Mu993gRo1JZ1puxtLyyurae2khvbm3v7Jp7mabkscCkgTnjou0hSRgNSUNRxUg7EgQFHiMtb3Qx81vXREjKwys1jkg3QIOQ+hQjpaWemXE9zvqJi4fUjQSPFJ/0zKyVq1ScSqkANSnmi05JE6d0ZpUtaOesObLVw2n9/fZoWuuZr26f4zggocIMSdmxrUh1EyQUxYxM0m4sSYTwCA1IR9MQBUR2k/ntE3iilT70udAVKjhXv08kKJByHHi6M0BqKH97M/EvrxMr3+kmNIxiRUK8WOTHDCoOZ0HAPhUEKzbWBGFB9a0QD5FAWOm40jqEr0/h/6SZz9mFXL6u0zgHC6TAATgGp8AGZVAFl6AGGgCDG3AHHsCjMTHujSfjedG6ZHzO7IMfMF4+AEa5mPc=</latexit>{<latexit sha1_base64="Qmrl9SHix0Ryqfqngcm+yDsZsEQ=">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</latexit><latexit sha1_base64="CwCOiHsAvJF8mY62BztQMMrUcQk=">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</latexit><latexit sha1_base64="JYzK27ra2OKZ/z3QPUS1tuxsCY0=">AAAB6XicdVDJSgNBEK1xjXGLevTSGARPw2Sf3AJePEbJBskQejo9SZOenqG7RwhD/sCLB0W8+kfe/Bs7i6CiDwoe71VRVc+POVPacT6sjc2t7Z3dzF52/+Dw6Dh3ctpRUSIJbZOIR7LnY0U5E7Stmea0F0uKQ5/Trj+9XvjdeyoVi0RLz2LqhXgsWMAI1ka6G6TDXN6x63W3Xi0hQyrFils1xK2WnZqDCrazRB7WaA5z74NRRJKQCk04VqpfcGLtpVhqRjidZweJojEmUzymfUMFDqny0uWlc3RplBEKImlKaLRUv0+kOFRqFvqmM8R6on57C/Evr5/owPVSJuJEU0FWi4KEIx2hxdtoxCQlms8MwUQycysiEywx0SacrAnh61P0P+kU7ULJLt6W843WOo4MnMMFXEEBatCAG2hCGwgE8ABP8GxNrUfrxXpdtW5Y65kz+AHr7RM5o43j</latexit>(測定する信号強度)<latexit sha1_base64="bG+1ky370K6OYcDnlDPzg/eqbNY=">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</latexit>

/pT

/ 1/t

1/4

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χ への感度で 5倍
152020/09/08

DP と光の結合定数 χ

予想感度

ダークフォトン (DP) 質量 [eV]110102光の周波数 [GHz]

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16103

104

2020/09/08

DP と光の結合定数 χ

予想感度{<latexit sha1_base64="8/KWV4u4tD3WZlSntOcYgft2u7U=">AAAB6XicbVBNS8NAEJ3Ur1q/qh69LBbBU0mqoMeCF49V+gVtKJvtpF262YTdjVBC/4EXD4p49R9589+4bXPQ1gcDj/dmmJkXJIJr47rfTmFjc2t7p7hb2ts/ODwqH5+0dZwqhi0Wi1h1A6pRcIktw43AbqKQRoHATjC5m/udJ1Sax7Jppgn6ER1JHnJGjZUe+9mgXHGr7gJknXg5qUCOxqD81R/GLI1QGiao1j3PTYyfUWU4Ezgr9VONCWUTOsKepZJGqP1scemMXFhlSMJY2ZKGLNTfExmNtJ5Gge2MqBnrVW8u/uf1UhPe+hmXSWpQsuWiMBXExGT+NhlyhcyIqSWUKW5vJWxMFWXGhlOyIXirL6+Tdq3qXVVrD9eVejOPowhncA6X4MEN1OEeGtACBiE8wyu8ORPnxXl3PpatBSefOYU/cD5/AKI8jXs=</latexit>

χ > 0.4×10-11
0.8 × 10-4 < mDP < 1.2 × 10-4(20 GHz < 周波数 < 30 GHz)

ダークフォトン (DP) 質量 [eV]110102光の周波数 [GHz]

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現状 & 予定

窓

• 熱放射ノイズを防ぐのに最適なクライオスタットの設計が40Kシールド4Kシールドおおよそ完了!
ホーンアンテナ• 実際に製作 &先行研究と同じ @ 20GHz での測定を年度中に計画!
GM冷凍機

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まとめ•

CMB望遠鏡の熱放射ノイズ抑制技術を生かして先行研究からより高い感度での Dark Photon の探索を目指す•

4日間の測定で感度 5 倍で探索!!
•冷却系の拡張&最適化/黒体の実装 によって、•••Tload を1/13 に抑制

現在設計がおおかた完了!!

本年度中にまず ~20GHz での測定を実施!!

その先は…
••

読み出し回路の自作で dead time を抑制 (現在の duty 比 1/300)

既存の部品からの帯域の交換でより広帯域での探索(20~200GHz) にも!!
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