光格子共存磁力計を用いたフランシウム原子による電子の永久電気双極子能率探索
Project/Area Number |
16J01466
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
内山 愛子 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | レーザー冷却 / EDM / 共存磁力計 / 光格子 / 実験核物理 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電子の電気双極子能率(EDM)をフランシウム(Fr)原子を用いて探索するための高精度探索技術の確立を目指して研究を行った。電子EDMは時間反転対称性や空間反転対称性の破れを表す物理量であるためその大きさは極めて小さいが、重い原子においてはその効果が増幅されることが分かっている。そこで本研究では、Fr原子EDMを高精度に測定するために用いる共存磁力計の開発を行った。 Fr原子EDMを測定するためには、原子に電場を印加した場合のエネルギー変化を測定するが、この際に原子を保持するための光格子と量子化軸を定めるために印加する静磁場によっても原子にエネルギー変化が生じるため、これらの変動を抑制すると同時に精密に測定することが重要となる。そこで、Fr原子とともにEDM増幅率の小さいルビジウム(Rb)原子を同時に光格子中に捕獲し静磁場や光格子の変動を測定する光格子共存磁力計の開発を行った。 平成29年度までに1台の光源と電気光学変調器を用いて二核種のRb原子を磁気光学トラップ(MOT)により効率よく捕獲することに成功しており、今年度は二核種MOT中の原子を核種ごとにイメージングするため、光源を2台に増強させたうえで吸収イメージングを行った。これにより、トラップ中の原子を核種ごとにイメージングできただけでなく、それぞれの各種の温度測定を行うことができた。 また、MOTによって冷却された原子を用いた磁場観測を行った。MOTによって冷却された原子を磁場中で光ポンピングすると、原子はスピン歳差運動を行う。原子がスピン歳差運動することで、屈折率が変化する。原子にプローブ光を照射し透過光の偏光面の時間変化を観測することで、Rb原子のそれぞれの核種と二核種同時での測定をそれぞれ成功させることができた。以上のように、共存磁力計開発で重要となる原理検証を完了させることができた。
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Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(33 results)
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[Journal Article] Parity nonconserving interaction induced light shifts in the 7S1/2 - 6D3/2 transition of the ultracold 210Fr atoms to probe new physics beyond the standard model2017
Author(s)
T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh,A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
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Journal Title
Appl. Phys. B
Volume: 123
Issue: 4
Pages: 1201-11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Light shifts induced by nuclear spin-dependent parity-nonconserving interactions in ultracold Fr for the detection of the nuclear anapole moment2016
Author(s)
T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
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Journal Title
Asian J. Phys.
Volume: 25
Pages: 1247-1258
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 129 Xe/ 131 Xe double-species spin maser for Xe-EDM search2019
Author(s)
Sato T.、Ichikawa Y.、Takamine A.、Gladkov A.、Inoue T.、Uchiyama A.、Kojima S.、Funayama C.、Tanaka S.、Sakamoto Y.、Ohtomo Y.、Hirao C.、Chikamori M.、Hikota E.、Furukawa T.、Yoshimi A.、Bidinosti C. P.、Ino T.、Ueno H.、Matsuo Y.、Fukuyama T.、Yoshinaga N.、Sakemi Y.、Asahi K.
Organizer
11th International conference on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2019)
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[Presentation] Parity-nonconserving interaction-induced light shifts in the 7S1/2 - 6D3/2 transition of the ultracold 210Fr atoms to probe new physics beyond the standard model2018
Author(s)
Aoki T.、 Torii Y.、 Sahoo B. K., Das B. P., Harada K., Hayamizu T., Sakamoto K., Kawamura H., Inoue T., Uchiyama A., Ito S., Yoshioka R., Tanaka K. S., Itoh M., Hatakeyama A. and Sakemi Y.
Organizer
The 26th International Conference on Atomic Physics (ICAP 2018)
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[Presentation] 電子の永久電気双極子能率探索に向けた冷却85Rb, 87Rb原子の同時スピン緩和時間測定2018
Author(s)
内山愛子, 原田健一, 坂本幸祐, 伊藤沙希, 伊藤正俊, 井上壮志, 川村広和, 田中香津生, U. Dammalapati, 吉岡里紗, 青木貴稔, 畠山温, 高橋義朗, 酒見泰寛
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 表面電離を用いた放射性フランシウムのイオンビーム生成2018
Author(s)
川村広和, 原田健一, 井上壮志, 伊藤沙希, 田中香津生, 内山愛子, 上野恭裕, 小澤直也, 山本広平, 杉森龍宇, 皆川幸穂, 酒見泰寛
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 電子EDM探索に向けたフランシウムの磁気光学トラップ2018
Author(s)
田中香津生, 吉岡里紗, U. Dammalapati, 原田健一, 伊藤正俊, 伊藤沙希, 井上壮志, 川村広和, 坂本幸祐, 内山愛子, 酒見泰寛
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 電子の永久電気双極子能率探索のための冷却ルビジウム共存磁力計に向けた85Rb, 87Rbの同時磁気光学トラップ2017
Author(s)
内山愛子, 原田健一, 坂本幸祐, 伊藤沙希, 伊藤正俊, 井上壮志, 川村広和, 田中香津生, U. Dammalapati, 吉岡里紗, 青木貴稔, 畠山温, 高橋義朗, 酒見泰寛
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
2017-03-20
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[Presentation] Search for the permanent electric dipole moment of laser cooled francium atom2016
Author(s)
A. Uchiyama, K. Harada, T. Inoue, U. Dammalapati, M. Itoh, S. Ito, H. Kawamura, K. Sakamoto, K. S. Tanaka, R. Yoshioka, T. Aoki, A. Hatakeyama, K. Asahi, A. Yoshimi, and Y. Sakemi
Organizer
High Sensitivity Experiments Beyond the Standard Model - HISEBSM 2016
Place of Presentation
Quy nhon(ベトナム)
Year and Date
2016-08-02
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