名古屋大学素粒子宇宙起源研究所（KMI）はじめ、名古屋大学宇宙地球環境研究所、東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）、東京大学宇宙線研究所、神戸大学が参加する、米国・欧州・日本を中心とした国際共同実験XENONコラボレーション^{（＊注1）}は、現在稼働している暗黒物質探索実験であるXENONnT実験において、暗黒物質 Weakly Interacting Massive Particle（WIMP）^{（＊注2）}探索の最初の結果を公表し、2018年に前身実験のXENON1T実験が報告した制限を大きく更新する結果を得た、という報告を行いました。
本結果は、XENONコラボレーションが、日本時間3月22日22時30分に、イタリア国立物理学研究所グラン・サッソ研究所で開催した特別セミナーで報告されました。

宇宙の質量の大半を担う暗黒物質、その候補と考えられている未知の素粒子WIMP（相互作用の弱い重い素粒子）の直接検出を目指すXENONコラボレーションは、プロジェクトの最新段階であるXENONnT実験における最初のWIMP暗黒物質の探索結果を公表しました。

4.4トンの液体キセノンを97.1日間観測した（1トンの液体キセノンを1年間観測したことに相当する統計量をわずかに上回る）初期データについて、ブラインド解析^{（＊注3）}を行った結果、データは背景事象のみを含むと考えて矛盾しないことが示されました。

この結果、WIMPと通常の物質との相互作用の大きさについて新たな制限を得ました。今回の初期データは、前身のXENON1T実験が取得したデータと同程度の統計量ながら、背景事象を5分の1に減らしたことによって、結果を大幅に改善することができました。

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【用語説明】

注1. XENON コラボレーション

米国・ヨーロッパ・日本を中心とした12カ国27機関の約180人の研究者から構成される。日本からは、東京大学・名古屋大学・神戸大学が参加している。

注2. Weakly Interacting Massive Particle（WIMP）

素粒子的な暗黒物質として、相互作用が弱く重い質量を持つ未知の素粒子の総称。その質量や相互作用など詳しい性質はわかっていない。素粒子の標準模型を超える理論のひとつ、超対称性理論が予言する超対称性粒子が有力な候補のひとつ。

注3. ブラインド解析

データ解析においてける無意識のバイアスを避けるため、事象選別などすべての準備が終了するまで観測データを見ずに解析を行う手法。解析者による無意識のバイアスを避け、解析結果の信頼性を高めるために用いられる。

【論文情報】

論文タイトル：First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment

著者： XENON Collaboration 

プレプリント: ここから入手できます（Physical Review Letters誌に投稿中）

【研究代表者】

素粒子宇宙起源研究所（KMI）、宇宙地球環境研究所（ISEE）、高等研究院（IAR）　伊藤 好孝　教授
https://www.kmi.nagoya-u.ac.jp/member-visitors/members/358/

素粒子宇宙起源研究所（KMI）　風間 慎吾　准教授
https://www.kmi.nagoya-u.ac.jp/member-visitors/members/368/

宇宙地球環境研究所（ISEE）　小林 雅俊　研究員