2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Extreme quantum world opened up by atoms -towards establishing comprehensive picture of the universe based on particle physics- |
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| Project/Area Number |
21104005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
酒見 泰寛 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (90251602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 貴稔 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (30328562)
畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530)
若狭 智嗣 九州大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (10311771)
畠山 温 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (70345073)
伊藤 正俊 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助教 (30400435)
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| Keywords | 電気双極子能率 / 時間反転対称 / CP非保存 / 超対称性 / フランシウム / レーザー冷却 / 表面電離型イオン源 / 磁気光学トラップ |
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| Research Abstract |
物質・反物質非対称性(CP非保存)の機構解明をめざし、基本粒子(電子)における高精度電気双極子能率(EDM)探索技術を確立することが本研究の目標である。素粒子標準模型では、電子EDMの大きさはきわめて小さく、また標準模型を超える様々な理論では、新しい対称性・超対称性とその破れの効果により予測されている超対称性粒子の伝搬により、有限のEDMが存在することが予測されている。電子EDMの探索は、CP非保存や時間反転対称性、そして超対称性といった基本対称性とその破れの機構を探る敏感なプローブの一つである。
本研究では、電子EDMの増幅度が最大である放射性元素フランシウム(Fr)に着目し、Frを原子核反応で生成し、オンラインでレーザーを用いて急速冷却、そして高真空中にFrトラップして測定する。EDMの測定には、磁場と電場によるスピン歳差運動の周期を高精度で測定する必要があるが、その精度は、測定原子の個数、スピン偏極保持時間、印加電場・磁場の一様性等で決まってくる。本研究では、レーザー冷却された大強度Fr原子を高真空中に局在化させてトラシプすることで、外場の一様性を確保し、さらに光で形成される格子上のポテンシャルに、1個づつ原子を配置することで、トラップ原子間の衝突を緩和して長い偏極保持時間を実現する。今年度、融解標的を用いた表面電離型イオン源の開発に成功し、融合反応を用いた方式では世界最高強度のFrおよび引き出し効率を実現した(2011年6月ベルギーで開催の国際会議・ARISで成果報告)。
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