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遮蔽効果を有する新しいスカラー場の探索実験

Publicly Offered Research

Project AreaWhy does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
Project/Area Number 18H04343
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

神谷 好郎  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (90434323)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords素粒子実験 / 未知粒子探索 / 重力に準ずる相互作用 / 時空構造 / 小角度中性子散乱 / 湯川型散乱ポテンシャル / キセノン / 高密度ガス / 未知短距離力 / 新粒子探索 / 中性子 / 遮蔽効果 / ダークエネルギー
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、冷中性子ビームとキセノン原子ガスの散乱角度分布を精密に測定し、既知の散乱過程による分布からのずれを評価することで、遮蔽効果を有する新しいスカラー場を探索することである。これまで、上記実験手法による未知相互作用の探索実験を進めてきており、1 nm の到達距離を持つ湯川型の相互作用に対して世界最高感度での探索実験を行ってきた。本実験では、その手法を踏襲しながら、カメレオン場と呼ばれるようなスカラー場を探索対象として実験の最適化を目指す。

当該年度においては、先に取得した実験データに対し、キセノンガス圧の変化による実験感度への影響を詳細に評価に入れた解析手法を開発し、カメレオン場に対する感度を求めた。本研究中に原子干渉計を用いた実験から新しい結果の報告があり、本手法による結果はそれを越えるまでには至らなかった。感度を制限しているポイントについて整理改善を試みている。

通常の湯川型ポテンシャルに対する制限としては、数nmのレンジの新しい力に対して感度の向上に成功した。また、レプトン数あるいはバリオン数に対して異なる結合を見せるようなモデルについて、本スケールにおいて初めての制限を与えた。この結果は、第14回 Asia-Pacific Physics Conference において報告を行った。プロシーディングスの審査も通り、AIP(American Institute of Physics) Conference Proceedings に掲載される予定である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Search for New Gravity-like Interactions in the Nanometer Range2019

    • Author(s)
      Yoshio Kamiya
    • Organizer
      22nd International Conference on General Relativity and Gravity - GR22
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Testing the Weak Equivalence Principle using Gravitationally Bound Quantum States of Ultracold Neutrons2019

    • Author(s)
      Yoshio Kamiya and Sachio Komamiya
    • Organizer
      Physics of fundamental Symmetries and Interactions - PSI2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for New Gravity-like Forces at the 40 m SANS Beam Line of the HANARO Research Reactor2019

    • Author(s)
      G. N. Kim, Y. Kamiya, Y. Sasayama, M. Tani, and S. Komamiya
    • Organizer
      3rd Aisa-Oseania Conference on Neutron Scattering 2019 - AOCNS2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Search for Non-Newtonian Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • Author(s)
      Y. Kamiya, R. Cubitt, K. Itagaki, G.N. Kim, S. Komamiya, L. Porcar, Y. Sasayama, M. Tani, and O. Zimmer
    • Organizer
      14th Asia-Pacific Physics Conference - APPC2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Search for New Gravity-like Interactions using Slow Neutrons2019

    • Author(s)
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • Organizer
      Accelerating Universe in the Dark
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for New Gravity-like Short-range Interactions using Slow Neutrons Beams2019

    • Author(s)
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • Organizer
      The 11th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Search for New Gravity-like Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • Author(s)
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • Organizer
      Testing Gravity 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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