ミュオニウム原子の高磁場下マイクロ波ラビ振動分光によるミュオン磁気能率の精密決定

• Project/Area Number: 25H00630
• 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: 鳥居 寛之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20302838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神田 聡太郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (10800485) ; 西村 昇一郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別助教 (20836431) ; 下村 浩一郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60242103)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥46,930,000 (Direct Cost: ¥36,100,000、Indirect Cost: ¥10,830,000); Fiscal Year 2025: ¥20,930,000 (Direct Cost: ¥16,100,000、Indirect Cost: ¥4,830,000)
• Keywords: ミュオニウム原子 / マイクロ波分光 / 超微細構造 / ミュオン磁気モーメント / Rabi振動分光

Outline of Research at the Start

ミュオニウムはミュオン（ミュー粒子）と電子からなるエキゾチック原子であり、その基底状態超微細構造を強磁場中でマイクロ波分光する。2 ppb の精度で分光し、ミュオンの磁気モーメントおよび質量を 15 ppb の精度で決定することを目指す。J-PARC 加速器施設で供給される大強度パルスビームを利用し、これまでのゼロ磁場での測定のノウハウと我々が開発したRabi振動分光法の活用により、統計的にも系統的にも不確かさを抑制する。従来の精度を一桁凌駕できれば、原子束縛系における量子電磁力学の検証を超えて、電弱相互作用の効果を観測でき、更には素粒子標準理論を超えた新物理の探索が見通される。