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| 設立 | 2022 |
|---|---|
| 研究の種類 | 研究室 |
研究分野 | 物理学、暗黒物質 |
| 位置 | スタウェル、ビクトリア州、オーストラリア 37°04′S 142°49′E / 37.07°S 142.81°E / -37.07; 142.81 (スタウェル金鉱山) |
| 所属 | メルボルン大学、 素粒子物理学研究センター、 オーストラリア原子力科学技術機構、 アデレード大学、 イタリア国立原子核素粒子物理学研究所。 |
| Webサイト | https://www.supl.org.au/ |
スタウェル地下物理学研究所（SUPL ）は、オーストラリア、ビクトリア州、ノーザングランピアンズ、スタウェルにあるスタウェル金鉱山の地下1kmにある研究所です。アグアネグラ峠に計画されているアグアネグラ深部実験場（ANDES）とともに、南半球でわずか2つしかない地下素粒子物理学研究所の1つであり、暗黒物質の研究を行う予定です。[1]
このプロジェクトは6つの国際パートナーによる共同プロジェクトであり、メルボルン大学がスウィンバーン工科大学、アデレード大学、オーストラリア国立大学、オーストラリア原子力科学技術機構（ANSTO）、イタリア国立原子核物理学研究所と共同で主導する。 [2]
このプロジェクトはイタリアのグラン・サッソ研究所と緊密に協力することが期待されている。[3]
建設は2019年に開始され、[4] 2021年末までに完成する予定であったが、[5]企業合併による遅延により2022年8月にオープンした。[6]
一般情報
このプロジェクトが南半球にあることは、推定されるWIMP風の差分検出に関係している。北半球の機器は、6 月に暗黒物質の衝突の可能性がある「隆起」の兆候を示しているが[7]、これは銀河の自転を考えると予想されることだが、微妙な季節的環境の影響による誤った信号ではないと確信することは難しい。地球の反対側にあり季節が逆である南半球の場所は、何らかの形で貴重な確認を提供するのに役立つ可能性がある。
第二に、さまざまな粒子（明らかに白鳥座から来たもの） [ 8] [9]は、SUPLの機器に到達する前に地球自体を通過したと考えられます。[10]
最後に、南半球に位置しているため、日々の変動の影響に非常に敏感であり、これは自己相互作用する暗黒物質や大きな停止率を持つ暗黒物質の決定的な証拠となる可能性があります。[11] [12] [13]
ニュートリノ実験は南半球の場所から同様の恩恵を受けず、IceCubeはすでに存在しているため、SUPL にニュートリノ検出器が設置される可能性は低いです。
資金調達
プロジェクトの第1フェーズは、2015年のオーストラリア連邦予算で175万ドルの資金提供を受けた。ビクトリア州からのマッチング資金により[14]、2016年に建設が開始され[15]、2017年に完了する予定であった。 [16]しかし、2015年と2016年に一連の企業合併により計画が中断された。[17] 新しい所有者が労働者のほとんどを解雇し[18]、2016年12月にスタウェル金鉱山を「保守およびメンテナンス」状態に閉鎖したため、プロジェクトは停滞した。2017年12月、さらに別の新しい所有者が鉱山を再開する意向を発表し、地下研究所を支持したため[17] 、建設が再開されるという希望が生まれた。[19]
2019年にプロジェクトは再開されました。2019年のオーストラリア連邦予算にはSUPL向けに500万ドルが含まれていました[20] 。また、2019年7月には、スタウェル・ゴールド・マインズ社、ノーザン・グランピアンズ・シャイア評議会、メルボルン大学の間で、研究所の建設と運営に関する覚書が締結されました[21]。
工事
SUPLは深さ1,025メートル（3,363フィート）に設置される予定で、背景宇宙線に対して約2,900メートルの水相当の遮蔽を提供します。[22] : 3 傾斜型鉱山なので、車やトラックで研究所まで行くことができます。[16] 研究所は、鉱山の既存部分の岩盤に掘られた高さ約10メートル、幅約10メートル（33×33フィート）の特注の空洞で構成されます。[2]
実験室は、実験用の25メートル（80フィート）のクリーンルームスペースと、15メートル（50フィート）の「ダーティ」ローディングエリアに分かれています。[22] : 4–5 幅5メートル、長さ20メートル（15×65フィート）のサイドトンネルには、物理的な設備と人員施設が収容されます。[16] [22] : 4–5
サーベル
SUPLで計画されている最初の実験は、50kgのタリウム添加ヨウ化ナトリウムをベースにしたSABRE [22] : 4 [23] （アクティブバックグラウンド除去機能付きヨウ化ナトリウム）です。[24] [25] 検出器は2台建設されます：[24] 1台はLNGSに、もう1台はSUPLにあります。 DAMA/LIBRA実験を改良したSUPL検出器は、バックグラウンド除去のための追加機能、12kL液体シンチレーター拒否機能とミューオン拒否機能を実装しています（実験メンバーのM. Mewsは、引き続きこのミューオン拒否機能の専門家です）。[26] [16] 2つの結果が一致すれば、非常に強力な証拠となります。
2022年8月現在、SABRE実験は2022年の最後の数か月間にSUPLの地下に建設され、2023年にデータ収集が開始される予定です。[6]
参考文献
- ^ 「政府はスタウェルの将来について徹底的に検討する」（プレスリリース）。ビクトリア州首相。2015年2月13日。
- ^ ab 「スウィンバーン、暗黒物質を探して地下へ」スウィンバーン工科大学。2019年7月29日。 2019年9月12日閲覧。
- ^ Coughlan, Matt (2014年9月24日). 「Stawell粒子物理学研究所 - 科学者が火曜日に講演」Wimmera Mail-Times。
- ^ スタッフ (2019年9月24日). 「ダークマターラボの進歩」www.ansto.gov.au . ANSTO . 2020年5月13日閲覧。
- ^ 「『幽霊を待つ』：オーストラリアの町の地下1kmで暗黒物質を探索」ガーディアン。2021年10月9日。
- ^ ab 「オーストラリアの町の地下1kmに暗黒物質研究のための研究所がオープン - バナナは禁止」ガーディアン。2022年8月18日。 2022年8月19日閲覧。
- ^ ジェイミーソン、ヴァレリー（2011年5月3日）。「第2の実験は季節的な暗黒物質の信号を示唆している」。ニューサイエンティスト。
- ^ モンロー、ジョスリン、バタット、ジェームズ (2009)。「暗黒物質の探求における変化の風」(PDF)。MIT物理学年報。
- ^ Billard, J.; Mayet, F.; Grignon, C.; Santos, D. (2011 年 1 月). 「MIMAC による暗黒物質の方向検出: WIMP の識別とトラックの再構築」. Journal of Physics: Conference Series . 309 (1): 012015. arXiv : 1101.2750 . Bibcode :2011JPhCS.309a2015B. doi :10.1088/1742-6596/309/1/012015. S2CID 85554552.
- ^ Slezak, Michael (2014年7月18日). 「オーストラリアの金鉱山で暗黒物質を探す」. New Scientist . 2015年5月20日閲覧。
- ^ Kouvaris, C.; Shoemaker, I. (2014). 「有意な停止率を持つ暗黒物質の決定的証拠としての毎日の変調」Physical Review D . 90 (9): 095011. arXiv : 1405.1729 . Bibcode :2014PhRvD..90i5011K. doi :10.1103/PhysRevD.90.095011. S2CID 118374091.
- ^ Foot, R.; Vagnozzi, S. (2015). 「散逸性隠れセクター暗黒物質からの日周変調信号」. Physics Letters B. 748 : 61–66. arXiv : 1412.0762 . Bibcode :2015PhLB..748...61F. doi : 10.1016/j.physletb.2015.06.063 .
- ^ フット、ロバート; ヴァグノッツィ、サニー (2015). 「散逸性隠れセクター暗黒物質」. Physical Review D . 91 (2): 023512. arXiv : 1409.7174 . Bibcode :2015PhRvD..91b3512F. doi :10.1103/PhysRevD.91.023512. S2CID 119288106.
- ^ 「スタウェル物理学研究所への資金援助が承認される」（プレスリリース）。ビクトリア州地域開発大臣。2015年11月20日。
- ^ 「暗黒物質物理学研究室の地下1kmで作業開始」（プレスリリース）。ノーザン・グランピアンズ・シャイア評議会。2016年5月5日。
4月28日に開始された掘削では、メインの洞窟から長さ50メートルのコアを採取する予定。
- ^ abcd Froborg, Francis (2016年7月20日). SABRE: 北半球と南半球におけるWIMP変調検出。暗黒物質の識別2016。シェフィールド。p. 11。
- ^ ab マニックス、リアム（2018年8月5日）。「鉱山で暗黒物質を見つける最大の障害は株式市場」ジ・エイジ。
- ^ マーティン、スティーブン、ペトルッチ、ナビラ、ジャッド、ブリジット（2016年12月14日）。「ビクトリア州のスタウェル金鉱山が閉鎖へ、最大150人の雇用が失われる」オーストラリア放送協会。
- ^ ピオベサン、アンソニー（2017年12月7日）。「スタウェルの地下物理学研究室の将来は不透明」アララト・アドバタイザー。 2018年3月7日閲覧。
- ^ ウィリアムズ、ラクラン（2019年4月5日）。「連邦政府からスタウェル地下物理学研究所に500万ドルの資金が配分される」アララト・アドバタイザー。
- ^ 「スタウェル地下物理学研究所に関する覚書が締結」（プレスリリース）。ノーザン・グランピアンズ・シャイア評議会。2016年7月19日。
- ^ abcd Urquijo, Phillip (2015年9月15日). スタウェル地下物理学研究所での暗黒物質の探索(PDF) . 重イオン加速シンポジウム2016. EPJ Web of Conferences . Vol. 123, no. 4002. キャンベラ. pp. 1–7. arXiv : 1605.03299 . doi : 10.1051/epjconf/201612304002 . 4 ページには、研究所の緯度が 37°03′S = 37.05°S と記載されていますが、これが研究所自体の正確な数値なのか、それとも Stawell 町の緯度に基づいた近似値なのかは不明です。
- ^ Barberio, Elisabetta (2015年11月2日). 「オーストラリアにおける直接暗黒物質検出（コロキウム抄録）」. シドニー大学物理学部. 2016年1月17日閲覧。
- ^ ab Froborg, Francis (2015年9月9日). SABRE: 北半球と南半球におけるWIMP変調検出(PDF)。天体粒子と地下物理学のトピック。
- ^ エリザベッタ・バルベリオ（2015年9月16日）。「暗黒物質を明るみに出す計画とは」ザ・カンバセーション。
- ^ ロバーツ、グレン・ジュニア（2015年10月12日）。「オーストラリア初の暗黒物質実験」。Symmetry Magazine。
外部リンク
- SUPL および SABRE、アデレード大学
- スタウェル地下物理学研究所
- ARC 素粒子物理学センター
37°04′S 142°49′E / 37.07°S 142.81°E / -37.07; 142.81 (スタウェル金鉱山)