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極低温分子気体を用いた電子の永久電気双極子モーメントの精密測定

Publicly Offered Research

Project AreaExtreme quantum world opened up by atoms -towards establishing comprehensive picture of the universe based on particle physics-
Project/Area Number 22104504
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

榎本 勝成  富山大学, 理工学研究部(理学), 准教授 (50452090)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2010: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords低温分子 / 電子のEDN / マイクロ波 / 共振器 / 超伝導 / バッファーガス冷却 / 電子のEDM
Research Abstract

本研究では、YbFやPbOなどの低速分子ビームの生成法や極低温分子のトラップ方法を確立し、それらを用いて、電子の永久電気双極子モーメントの測定を行うことを目的としている。本年度は引き続き、低温分子ビームの生成のためのヘリウムバッファーガス冷却装置の開発と、分子ビームの集束・減速のためのマイクロ波共振器の開発を行った。カナダのブリティッシュコロンビア大学の百瀬教授らと共同研究により、銅製の共振器の内面に鉛と錫のメッキを施した超伝導共振器の開発を進めた。18GHzのマイクロ波に対して、共振器のQ値は約10^6という適度に高い値が実現でき、マイクロ波の増強と高速スイッチングが両立できた。また、この共振器に5W、数十msの強いマイクロ波パルスを入射しても、ほとんどQ値は低下しないことを確認した。これは10kV/cm以上の電場強度に相当する十分なマイクロ波強度であり、数十msあれば分子の集束・減速が十分可能である。この成果は国際学会プロシーディングや投稿中の論文にまとめられた。
また、レーザーアブレーション法により分子気体を生成し、低温ヘリウムガスとの衝突で分子を冷却するバッファーガス冷却については、K_2分子を用いて装置の最適化を進めた。また、光学的検出方法の感度を高めるためのFM分光システム等を作成した。現在は、バッファーガス冷却装置と超伝導共振器を組み合わせ、指向性の高い低温分子ビームを得るための装置を組み立て中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

超伝導マイクロ波共振器の開発は順調に進んだが、バッファーガス冷却装置の開発に時間がかかり、電子の永久電気双極子モーメントの測定への着手が遅れたため。

Strategy for Future Research Activity

計画に遅れが生じているものの、今後も本計画に沿って、低温低速分子気体を用いた精密測定により、電子の永久電気双極子モーメントの測定等の基礎物理研究を進めていく予定である。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Development of a superconducting cavity for a microwave lens to collimate cold molecular beams2011

    • Author(s)
      K.Enomoto, P.Djuricanin, I.Gerhardt, O.Nourbakhsh, Y.Moriwaki, W.Hardy, T.Momose
    • Journal Title

      Proceedings of 5^<th> International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms 2011

      Pages: 79-83

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Control of translational motion of polar molecules by using superconducting microwave resonators2011

    • Author(s)
      K.Enomoto, Y.Moriwaki, W.Hardy, O.Nourbakhsh, P.Djuricauin, T.Momose
    • Journal Title

      Proceedings of 4^<th> International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms 2010

      Pages: 56-59

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microwave Lens for Polar Molecules2010

    • Author(s)
      H.Odashima, S.Merz, K.Enomoto, M.Schnell, G.Meijer
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 104 Pages: 253001-253001

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 極性分子気体の並進運動の操作のための超電導マイクロ波共振器の開発II2012

    • Author(s)
      榎本勝成、森脇喜紀、丸山良明、P.Djuricanin, O.Nourbakhsh, I.Gerhardt, W.Hardy, 百瀬孝昌
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子ビーム減速器のための超伝導マイクロ波共振器の開発2011

    • Author(s)
      丸山良明、米沢大介、小林かおり、松島房和、森脇喜紀、百瀬孝昌、榎本勝成
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2011-11-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Collimated cold molecular beams towards the measurement of the electron electric dipole moment2011

    • Author(s)
      K.Enomoto
    • Organizer
      Fundamental Physics Using Atoms 2011
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2011-10-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子の並進運動操作に向けた超電導マイクロ波共振器の開発2011

    • Author(s)
      榎本勝成
    • Organizer
      Chemistry and Fundamental Science
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2011-05-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 極性分子気体の並進運動の操作のための超電導マイクロ波共振器の開発2011

    • Author(s)
      榎本勝成, 森脇喜紀, 丸山良明, Hardy, W., Nourbakhsh, O., Djuricauin, P, 百瀬孝昌
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ波を用いた低温極性分子ビームの操作2010

    • Author(s)
      榎本勝成
    • Organizer
      量子エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      上智大学軽井沢セミナーハウス
    • Year and Date
      2010-12-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子のEDMの測定に向けた低速低温分子ビームの開発2010

    • Author(s)
      榎本勝成
    • Organizer
      Fundamental Physics Using Atoms 2010
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2010-08-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/phys/4ken/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/phys/4ken/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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