Search for a violation of gravitational inverse square law at a micrometer scale
Project/Area Number |
21H01096
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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Research Institution | Rikkyo University |
Principal Investigator |
村田 次郎 立教大学, 理学部, 教授 (50360649)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Zeidler Simon 立教大学, 理学部, 助教 (80773598)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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Keywords | 重力 / 逆二乗則 / 余剰次元 / 近距離重力実験 / 対称性 / 近距離重力 / 逆二乗測 / 重力の量子化 / ローレンツ対称性 |
Outline of Research at the Start |
本研究は、「重力の逆二乗則の破れ」の探索により余剰次元の発見を目指す。万有引力の法則は、近代科学の出発点に位置する金字塔であり、現在もパラダイムシフトを起こすと期待される最有力候補である。今日でも重力の法則が高精度で実験検証されているのは惑星スケールに限定されており、ミクロや宇宙論的スケールにおいては実験・観測情報は皆無と言ってよく、大発見が期待される。余剰次元の予言に代表される、逆二乗則の実験検証をリードしてきたこれまでの実績の上に立ち、重力精密検証の分野で世界を独走態勢でリードする事を目指す。具体的には、最も新現象が見られると期待されるミクロンスケールでの逆二乗則の破れの探索を実行する。
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Outline of Annual Research Achievements |
重力の決定的な弱さの謎、量子化の困難に突破口を与えうる実験的兆候を探すべく、主にミクロンスケールにおける重力の逆二乗則の検証実験を進めた。前年度までにNewton-Vを改良し、特に重力源とセンサーである50ミクロンのワイヤーを接近させる事に成功した。これにより近距離における逆二乗則検証の精度が大幅に高まり、未検証領域まであと1桁に迫るところまで検証精度を高めることに成功した。検証精度のボトルネックとなっていたアトラクターの軸ブレに対し、測定方法を工夫する事でこの影響を抑制する事が出来た。 また、ワイヤーカンチレバーの位置測定に関して、レーザー干渉型変位計の感度が10倍高いものを新たに導入し、センサー由来の分解能の悪化要因を抑える事が出来た。これによって現在、測定のボトルネックは軸ぶれ、センサー分解能を抑えた結果、地面振動が支配的となった。これを考慮し、池袋での地面振動環境が原因である事から、横須賀、松代、神岡にて地面振動レベルの測定と、実際のワイヤーカンチレバーの振動をレーザー干渉型変位計を用いて実測した。結果として振動レベルを1桁下げられる事が判明した。これを受けて、次年度は装置の小型化の後に移設作業を行う予定である。 また、余剰次元と並んで重力の量子化のもう一方の突破口であるローレンツ対称性の検証実験も原理検証の後に、本番のデータ収集を行う事が出来た。得られたデータは現在、解析中である。
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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
当初計画の通り、おおむね順調に進展している。
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Strategy for Future Research Activity |
Newton-V本体を小型化して、松代への移設作業を行う。また、それと並行してワイヤーのバネ定数の評価方法を、計算から実測へと変更する。その為の校正測定装置一式を設計してこれを実装する。ローレンツ対称性の検証は物理測定が完了しており、物理解析を進めて結果を公表する。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)