2001 Fiscal Year Annual Research Report

反陽子を用いた反物質科学

Research Project

Project/Area Number	10NP0101
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	小牧研一郎東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40012447)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森田紀夫岡崎国立研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (30134654) 早野龍五東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30126148) 山崎泰規東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114903) EADES John CERN研究所, EP/APE division, 上級研究員上村正康九州大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10037210)
Keywords	反陽子 / エキゾティック原子 / 反物質 / レーザー分光 / CERN / トラップ原子 / 超低速反陽ビーム / CPT対称性
Research Abstract	本研究は、超低速反陽子ビームを用いた反陽子と原子の衝突、反陽子原子の生成・分光等を目的とし、CERN研究所からASACUSA実験(低速反陽子を用いた原子分光と原子衝突)として承認されている。一昨年完成した反陽子減速器(AD)に加え,建設を進めてきた主要な装置、1)反陽子線型減速器(RFQD)、2)単色超低速反陽子ビーム生成装置(MUSASHI)、3)レーザー・マイクロ波精密分光装置、が完成し、今年度から本格的実験を開始した。実験および理論グループの主要な成果は以下のとおり。 1.RFQDとMUSASHIを連結し、ADの1パルスあたり百万個を越える反陽子をトラップで捕捉し数秒で冷却に成功、さらにこの反陽子を取り出し、6桁以上の差動排気性能をもつ輸送系を介して、10〜250電子ボルトの超低速単色反陽子ビームを世界ではじめて生成した。 2.反陽子ヘリウム原子分光では(a)反陽子^4He、反陽子^3He原子の精密レーザー分光により、反陽子の電荷と質量を前年度より3倍高精度の20ppbで決定、(b)レーザー・マイクロ波三重共鳴に成功し、反陽子磁気能率を10PP皿で決定、(c)RFQDからの反陽子を用い、超低圧Heガス中における分光に成功、密度シフト補正なしに、高い分光精度を達成した。 3.反陽子ヘリウム原子の微細構造および超微細構造の計算でコロボフらによる最新の結果と約20ppmで一致する結果を得、レーザー・マイクロ波3重共鳴実験の結果との比較から、現在の反陽子の磁気双極子能率の精度(0.3%)を更新した。また、時間依存チャネル結合法の計算コードを開発し、陽電子+水素原子散乱におけるポジトロニウム生成、陽電子対消滅、重陽子・三重陽子間のミュオン移行反応の断面積を計算し、これを反陽子+ポジトロニウム衝突による反水素生成断面積計算に適用し、そのエネルギー依存性や生成した反水素の量子状態を明らかにした。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] M.Hon et al.: "Sub-ppm Laser Spectroscopy of Antiprotonic Helium and a CPT-Violation Limit on the Antiprotonic Charge and Mass"Physical Review Letters. 87. 093401:1-093401:4 (2001)
[Publications] R.S.Hayano: "High-precision laser spectroscopy of antiprotonic helium atoms"Nuclear Physics. A684. 658-662 (2001)
[Publications] B.Ketzer et al.: "Collisional quenching of metastabable of antiprotonic helium by hydrogen and deuterium molecules"European Physics Journal D. 13. 305-316 (2001)
[Publications] B.Juhasz et al.: "Quenching of metastable antiprotonic helium atoms in collisions with deuterium molecules"European Physics Journal D. (印刷中). (2002)
[Publications] T.Azuma et al.: "ASACUSA Status Report"CERN/SPSC. M674. 1-48 (2002)
[Publications] H.Higaki et al.: "Electron cooling of high energy protons in a Multi Ring Trap with a tank circuit morntoring the electron plasma oscillations"Phys.Rev.E. (印刷中). (2002)
[Publications] Y.Yamazaki: "Control of non-neutral plasmas and generation of ultra slow antiproton beam"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)
[Publications] M.C.Fujiwara et al.: "Producing slow antihydrogen for a test of CPT symmetry with ATHENA"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)
[Publications] K.Yoshiki Franzen et al.: "Design and test of a beam line for extraction of slow Antiprotons from multiring electrode iontrap"Non-Neutral Plasma IV, edited by F.Anderegg et al., American Institute of Physics. 79-88 (2002)
[Publications] N.Yamanaka et al.: "Coupled rearrangement channel calculation of the fine and hyperfine structures of the antiprotonic helium atom"Phys.Rev.A. 63・1. 012518:1-012518:6 (2001)
[Publications] N.Yamanaka et al.: "Time-dependent coupled-channel cakulations of positronium-formation cross section"Phys.Rev.A. 64・5. 042715:1-042715:5 (2001)
[Publications] N.Yamanaka et al.: "TDCC calculation of muon-transfer cross sections in muonic deuterium and triton collisions"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

反陽子を用いた反物質科学

Principal Investigator

小牧 研一郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40012447)

Research Products

[Publications] M.Hon et al.: "Sub-ppm Laser Spectroscopy of Antiprotonic Helium and a CPT-Violation Limit on the Antiprotonic Charge and Mass"Physical Review Letters. 87. 093401:1-093401:4 (2001)

[Publications] R.S.Hayano: "High-precision laser spectroscopy of antiprotonic helium atoms"Nuclear Physics. A684. 658-662 (2001)

[Publications] B.Ketzer et al.: "Collisional quenching of metastabable of antiprotonic helium by hydrogen and deuterium molecules"European Physics Journal D. 13. 305-316 (2001)

[Publications] B.Juhasz et al.: "Quenching of metastable antiprotonic helium atoms in collisions with deuterium molecules"European Physics Journal D. (印刷中). (2002)

[Publications] T.Azuma et al.: "ASACUSA Status Report"CERN/SPSC. M674. 1-48 (2002)

[Publications] H.Higaki et al.: "Electron cooling of high energy protons in a Multi Ring Trap with a tank circuit morntoring the electron plasma oscillations"Phys.Rev.E. (印刷中). (2002)

[Publications] Y.Yamazaki: "Control of non-neutral plasmas and generation of ultra slow antiproton beam"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)

[Publications] M.C.Fujiwara et al.: "Producing slow antihydrogen for a test of CPT symmetry with ATHENA"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)

[Publications] K.Yoshiki Franzen et al.: "Design and test of a beam line for extraction of slow Antiprotons from multiring electrode iontrap"Non-Neutral Plasma IV, edited by F.Anderegg et al., American Institute of Physics. 79-88 (2002)

[Publications] N.Yamanaka et al.: "Coupled rearrangement channel calculation of the fine and hyperfine structures of the antiprotonic helium atom"Phys.Rev.A. 63・1. 012518:1-012518:6 (2001)

[Publications] N.Yamanaka et al.: "Time-dependent coupled-channel cakulations of positronium-formation cross section"Phys.Rev.A. 64・5. 042715:1-042715:5 (2001)

[Publications] N.Yamanaka et al.: "TDCC calculation of muon-transfer cross sections in muonic deuterium and triton collisions"Hyperfine Interactions. (印刷中). (2002)

小牧研一郎東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40012447)