Searching violation of gravitational inverse square law at micro-meter scale
| Project/Area Number |
23K20851
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| Project/Area Number (Other) |
21H01096 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Rikkyo University |
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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 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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 |
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| Outline of Research at the Start |
万有引力の法則は近代物理学の出発点であると同時に、現代でも実験検証が困難な法則である。とりわけ、ミクロン以下の超近距離では重力が存在するかどうかもわかっていない。近距離での力の法則を支配する量子論の枠組みは、重力に関しては機能しない事も現代物理学の大問題であり、本研究は実験的にこの問題に取り組むものである。
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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)
