Precision spectroscopy of ultralcold antimatter systems with three-dimensional laser-cooled positronium

• Project/Area Number: 24H00217
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉岡 孝高 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70451804)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥47,580,000 (Direct Cost: ¥36,600,000、Indirect Cost: ¥10,980,000); Fiscal Year 2025: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000); Fiscal Year 2024: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000)
• Keywords: ポジトロニウム / レーザー冷却 / フェムト秒光周波数コム / 量子電磁力学

Outline of Research at the Start

本研究は、2023年に独自の方式に基づき世界に先駆けて実現したポジトロニウムのレーザー冷却をさらに発展させ、極限的な低速の実現および高速な冷却法による密度維持の実現を狙う。このような比類のない低温のPs気体に対して、現代の正確な光周波数測定技術を適用し2体の粒子・反粒子のレプトンのみで構成されるPsの遷移周波数を計測、量子電磁力学理論との精緻な検証を実現する。また、レーザー冷却を活用し反物質を含む有限寿命の原子系の量子縮退状態を実現する未来の実験に向け、励起子系のボース・アインシュタイン凝縮の知見を活用し実験シナリオの提案を行っていく。