ポジトロニウム崩壊を用いて、未発見粒子を探索します。探索モードは、オルソポジトロニウムがガンマ線と未知粒子 (X) の二つに崩壊するモードです。X の候補としては、アクシオンやディラトン、アンパーティクルといったものが挙げられます。通常、こういった粒子は、物質との相互作用が非常に小さいため、検出器でとらえる事が出来ません。われわれは、オルソポジトロニウムの生成と、崩壊時の残りの 1 本のガンマ線を検出する事で、X が放出されたという証拠を探します。

上に示したのが、現在計画している検出器のデザインです。中央でオルソポジトロニウムを生成し、崩壊の際に放出されたガンマ線を、ゲルマニウム検出器で精度良く測定します。一方、X は巨大な veto 検出器 (CsI(Tl)) を通り抜けますので、veto 検出器で何も検出されない事が、X の証拠となります。

現在、検出器の詳細設計を行っているところです。目標として、通常の 3 本のガンマ線崩壊 1 億回に 1 回の稀崩壊を探索する予定です。

発表資料

• ポジトロニウムを用いた弱結合スカラー粒子Xの探索, (風間慎吾、第47回アイソトープ・放射線研究発表会、2010 年  7 月 8 日、日本科学未来館)
• ポジトロニウムを用いた弱結合スカラー粒子の探索, (風間慎吾、日本物理学会第 65 回年次大会、2010 年 3 月 23 日、岡山大学)