ミリ波を用いた光と弱い結合を持つ粒子の探索

SPring-8でのX線領域でのWISP探索と同様に、ミリ波領域でもWISP探索を行っています。今まで、ミリ波の波長領域には大強度光源も高感度検出器も存在せず、他の波長領域と比較していろいろな実験が立ち後れていました。われわれは、大強度光源としてジャイロトロンとファブリペロー共振器を、高感度検出器として低温検出器(SIS検出器)をそれぞれ新たなデバイスとして開発しています。これらを用いてWISP探索を行っています。

ミリ波を用いて、パラフォトンと呼ばれる未発見粒子を探索する実験

また、パラフォトン(ヒドゥンフォトン)は宇宙の暗黒物質の候補としても挙げられています。仮に暗黒物質がパラフォトンだった場合、金属ミラーの表面でごく稀に暗黒物質であるパラフォトンが光へと変換されます。この変換を利用して、ミリ波領域の質量のパラフォトン探しもおこないました。左の写真は、電波暗室中に設置された暗黒物質パラフォトン探索装置です。現在はショットキーダイオード検出器を用いた、探索の第一フェーズが終わったところです。今後、低温検出器の導入などによって高感度化をはかり、暗黒物質を探索していきます。

パラフォトン暗黒物質を探索する実験装置

発表資料