Photon-photon scattering experiment using XFEL

• Project/Area Number: 15K17629
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yamazaki Takayuki 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特任研究員 (40632360)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 素粒子実験 / X線

Outline of Final Research Achievements

I have searched for photon-photon elastic scattering at SACLA using a Laue-case beam splitter. No evidence of x-ray photon-photon scattering was observed, but the most stringent limit on the scattering cross section in the x-ray region was obtained. This result is published in Phys. Lett. B 763 (2016) 454-457.
Collision of an x-ray free electron laser and a high power near-infrared laser expects a much larger cross section of photon-photon scattering and is a new promising method to observe photon-photon scattering. I have developed a optical system to focus both lasers to 10 μm focal spot and collide them spacially and temporally.

Research Products

• [Journal Article] An experiment of X-ray photon-photon elastic scattering with a Laue-case beam collider (2016)
  • Author(s): T. Yamaji, T. Inada, T. Yamazaki, T. Namba, S. Asai, T. Kobayashi, K. Tamasaku, Y. Tanaka, Y. Inubushi, K. Sawada, M. Yabashi, T. Ishikawa
  • Journal Title: Physics Letters B Volume: 763 Pages: 454-457
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.11.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] X線自由電子レーザーを用いて真空を探る (2015)
  • Author(s): 山崎高幸、山道智博、稲田聡明
  • Journal Title: 高エネルギーニュース Volume: 34 Pages: 97-104
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] X線自由電子レーザー施設SACLA における高強度レーザーを用いた 真空回折の探索Ⅰ (2017)
  • Author(s): 山崎高幸、清野結大、稲田聡明、難波俊雄、浅井祥仁、籔内俊毅、富樫格、犬伏雄一、大和田成起、玉作賢治、矢橋牧名、石川哲也
  • Organizer: 日本物理学会第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府豊中市)
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] X線自由電子レーザー施設SACLA における高強度レーザーを用いた 真空回折の探索Ⅱ (2017)
  • Author(s): 清野結大、山崎高幸、稲田聡明、難波俊雄、浅井祥仁、籔内俊毅、富樫格、犬伏雄一、大和田成起、玉作賢治、矢橋牧名、石川哲也
  • Organizer: 日本物理学会第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府豊中市)
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] Search for Vacuum Diffraction Using X-ray Free Electron Laser SACLA (2017)
  • Author(s): Y. Seino, T. Yamazaki, T. Inada, T. Namba, S. Asai, T. Yabuuchi, T. Togashi, Y. Inubushi, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa
  • Organizer: 9th International workshop on Fundamental Physics Using Atoms
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2017-01-10
• [Presentation] SPring-8/SACLA における光子光子散乱の探索 (2016)
  • Author(s): 山道智博、稲田聡明、山崎高幸、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、玉作賢治、田中義人、犬伏雄一、澤田桂、矢橋牧名、石川哲也、高橋忠幸、渡辺伸、佐藤悟朗
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学(宮崎県宮崎市)
  • Year and Date: 2016-09-22
• [Presentation] X線自由電子レーザー施設SACLAでの真空回折の探索Ⅰ (2016)
  • Author(s): 稲田聡明、清野結大、山崎高幸、難波俊雄、浅井祥仁、籔内俊毅、富樫格、犬伏雄一、大和田成起、玉作賢治、矢橋牧名、石川哲也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学(宮崎県宮崎市)
  • Year and Date: 2016-09-22
• [Presentation] X線自由電子レーザー施設SACLAでの真空回折の探索Ⅱ (2016)
  • Author(s): 清野結大、山崎高幸、稲田聡明、難波俊雄、浅井祥仁、籔内俊毅、富樫格、犬伏雄一、大和田成起、玉作賢治、矢橋牧名、石川哲也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学(宮崎県宮崎市)
  • Year and Date: 2016-09-22
• [Presentation] X線自由電子レーザー施設SACLAにおける真空複屈折の探索 (2016)
  • Author(s): 山崎高幸、清野結大、稲田聡明、難波俊雄、浅井祥仁、籔内俊毅、富樫格、犬伏雄一、大和田成起、玉作賢治、矢橋牧名、石川哲也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学(宮崎県宮崎市)
  • Year and Date: 2016-09-22
• [Presentation] SPring-8/SACLAにおける光子光子散乱の探索 (2016)
  • Author(s): 山道智博、稲田聡明、山崎高幸、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、玉作賢治、田中義人、犬伏雄一、澤田桂、矢橋牧名、石川哲也、高橋忠幸、渡辺伸、佐藤悟朗
  • Organizer: 日本物理学会第71回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Remarks] Tabletop Experiments
  • URL: http://tabletop.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/Tabletop_experiments/Home.html