太陽ニュートリノ
太陽は、中心部で水素がヘリウムに核融合することによって光を放出しています。この核融合過程は、2つの陽子が衝突し、重陽子、陽電子、電子ニュートリノ（pp反応）を生成することで始まります。この反応で生成されるニュートリノはppニュートリノとして知られています。ppニュートリノを測定することで、電磁波では観測できない太陽内部の状態について貴重な情報を得ることができます。さらに、暗黒物質を含む新しい物理学に関する手がかりが得られる可能性もあります。1976年、Raghavanは115In(インジウム)をターゲットとして使用することを提案しました[PRL 37, 259, 1976]。これにより、遅延コインシデンスによるガンマ線の脱励起が背景事象を大幅に減少させることができます。我々は、インジウムを含む標的と超伝導検出器を組み合わせた新規な検出器システムを開発し、従来とは異なる手法で太陽ニュートリノ観測を目指しています。
超伝導検出器MKID
ニュートリノ観測には超伝導検出器の一種であるMKID（Microwave Kinetic Inductance Detector）を使用します。超伝導体内部ではクーパー対と呼ばれる2つの電子の対が形成されています。このクーパー対こそが超伝導の起源であり、結合エネルギーが弱いため微弱なエネルギーでも破壊されます。このクーパー対の数密度の変化を読み取ることで超伝導検出器は高感度なエネルギーの観測を実現します。MKIDとは超伝導薄膜で微小なLC共振器を形成し、マイクロ波信号を読み取る超伝導検出器です。
外来エネルギーが共振器に入射し、クーパー対が壊れることで共振周波数が変化し、その変化を読み取ることでエネルギーを検出します。ニュートリノは相互作用を起こしにくい素粒子であるため、検出には大きな標的が必要となります。この大きな標的の至る所に検出器を配置し、それらを常に観測する必要があります。
