
「わずか4時間で寿命下限の世界最高感度更新! 高分散赤外線分光技術によるダークマター探索実験に成功」というプレスリリースが東京都立大学から発表されたのは、2025年2月14日のことである。
◎【研究発表】わずか4時間で寿命下限の世界最高感度更新! 高分散赤外線分光技術によるダークマター探索実験に成功(東京都立大学)
ダークマターがeV質量領域であると仮定したときの、その寿命の下限値を世界最高感度で与えたというものだ。具体的に、どのような観測を行い、どのようなデータが得られたのか。今後の展望とは何か──。インタビュー前編に続き、殷文氏(東京都立大学大学院理学研究科准教授)に話を聞いた。(聞き手:関瑶子、ライター&ビデオクリエイター)
──「eVダークマター仮説」を立証するためには、何を調べる必要があるのですか。
殷文氏(以下、殷):前編「正体が分かっていないダークマター、どこまで分かっていて何が謎なのかを最新研究で紐解く」でお話ししましたが、eV質量領域のダークマター(以下、eVダークマター)は稀に近赤外線(光子)に崩壊します。
また、ダークマターは見えない、触れない。けれども、宇宙の至るところに存在しています。
そこで、宇宙に存在する近赤外線を探れば、eVダークマターにたどり着けるのではないかと考えました。けれども、近赤外線はさまざまなところから発せられています。太陽は膨大な赤外線を発していますし、大気による輻射もあります。
では、夜に近赤外線を観測すればいいではないかと思うかもしれません。でも、夜は夜で惑星間塵が太陽光を散乱させるため(黄道光)、近赤外線はゼロになることがありません。つまり、観測でeVダークマターの崩壊により生じる近赤外線を捉えるには、黄道光や大気の輻射などを上回る精度での観測が求められます。
一般的に、光は連続的なスペクトラムです。けれども、eVダークマターが崩壊するときに発せられる近赤外線は、輝線(単色光)で、そのスペクトラムの幅は非常に狭いことが予言されています。
したがって、まずは宇宙から届くさまざまな光を分光して、近赤外線領域の光を取り出さなければなりません。
こうして、波長分解能が高い分光器が必要になるという考えに至りました。今回の観測では、チリ共和国のラス・カンパナス観測所のマゼラン望遠鏡に取り付けられているWINERED(ワインレッド)という近赤外線高分散分光器を使用しました。

──WINEREDの特徴について教えてください。