Xe原子EDM測定に向けた電極素材表面における131Xeスピン緩和機構の解明
| Project/Area Number |
20K20928
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
市川 雄一 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20532089)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 基本対称性 / CPの破れ / EDM / 核スピン / 偏極 / CP |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、標準理論を超える新現象である電気双極子モーメント（EDM）の探索に向け、Xe原子の電極素材におけるスピン緩和機構の解明を行う。129Xeと131Xeの異核種同位体を用いた歳差周波数精密測定法を確立するため、様々な電極素材表面での131Xeスピンの縦緩和時間および横緩和時間を測定して、その偏極緩和機構を理解し、高い131Xe偏極度および長い131Xeスピン緩和時間の実現を狙う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、標準理論を超える新現象である電気双極子モーメント（EDM）の探索に向けて、Xe原子の電極素材表面におけるスピン緩和機構の解明を行う。EDMは標準理論を超えるCPの破れに感度のある観測量であり、現在、Xe原子を対象としたEDM探索のために、129Xeと131Xeの異核種同位体を用いた核スピンメーザー法を開発している。これまでに核スピンメーザーの同時発振に成功しており、本測定法を用いたEDM探索を行うためには、電場印加条件でのメーザー発振の実現が必要である。ところが電極素材表面での131Xeのスピン緩和機構はこれまでの全く調べられていない。そこで、本研究では、様々な電極素材表面での131Xeのスピンの縦緩和時間および横緩和時間を測定して、その緩和機構を理解し、高い131Xeスピン偏極度および長い131Xeスピン緩和時間の実現を狙う。
本年度は九州大学にて構築した実験装置を用いた測定および開発を行った。断熱高速通過型NMR測定装置を用いた縦緩和時間の測定においては、129Xeおよび131Xeいずれにおいても緩和時間を10秒以上にすることに成功した。また、横緩和時間測定のためのパルスNMR装置においては、安定性に優れるバタフライ型DBRレーザーの導入を行い、昨年度よりも信号-雑音比の向上に成功した。
今年度は、ガラスセル製作ステーションの構築も行った。今後はそのガラスセル製作ステーションにおいて様々な電極付きのガラスセルを作成し、それらの縦緩和時間と横緩和時間の測定を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍の影響で当初の予定よりは実験装置の移設が１年遅れたものの、その後は断熱高速通過型NMR装置、パルスNMR装置とも順調に構築し、それぞれの信号を得ることに成功したため。また、今年度は縦緩和時間の向上および、横緩和時間測定における信号-雑音比の向上に順調に成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、様々な電極付きのガラスセルを作成し、それらの縦緩和時間と横緩和時間の測定を行っていく予定である。これらの測定を通じて、電極表面でのスピン緩和機構を理解し、高い131Xeスピン偏極度および長い131Xeスピン緩和時間の実現を狙う。
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Report
(4 results)
Research Products
(29 results)
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[Journal Article] Demonstration of nuclear gamma-ray polarimetry based on a multi-layer CdTe Compton camera2024
Author(s)
S. Go, Y. Tsuzuki, H. Yoneda, Y. Ichikawa, T. Ikeda, N. Imai, K. Imamura, M. Niikura, D. Nishimura, R. Mizuno, S. Takeda, H. Ueno, S. Watanabe, T. Y. Saito, S. Shimoura, S. Sugawara, A. Takamine, T. Takahashi
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 2573-2573
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Nuclear magnetic moment of the neutron-rich nucleus 21O2023
Author(s)
Ishibashi Y.、Gladkov A.、Ichikawa Y.、Takamine A.、Nishibata H.、Sato T.、Yamazaki H.、Abe T.、Daugas J. M.、Egami T.、Fujita T.、Georgiev G.、Imamura K.、Kawaguchi T.、Kobayashi W.、Nakamura Y.、Ozawa A.、Sanjo M.、Shimizu N.、Tominaga D.、Tao L. C.、Asahi K.、Ueno H.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 107
Issue: 2
Pages: 024306-024306
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] EDM探索に向けた129Xe, 131Xe核スピンメーザーの開発2023
Author(s)
立川柊平, 市川雄一, 佐藤智哉, 安藤蒼太, 篠原悠介, 谷本昂平, 山本陽介, 西畑洸希, 郷慎太郎, 高峰愛子, 上野秀樹, 旭耕一郎
Organizer
第12回 停止・低速RIビームを用いた核分光研究会（12th SSRI）
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[Presentation] Xe原子EDM探索に向けた同位体共存磁力計の開発2023
Author(s)
立川柊平, 市川雄一, 谷本昂平, 佐藤智哉, 安藤蒼太, 篠原悠介, 山本陽介, 西畑洸希, 郷慎太郎, 高峰愛子, 上野秀樹, 旭耕一郎
Organizer
第129回日本物理学会九州支部例会
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