Verification of the realizability of of a GHz-band stimulated resonant photon scattering experiment toward search for a dark energy source

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21880
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Homma Kensuke 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (40304399)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: 暗黒エネルギー / ティラトン / GHz帯域 / 誘導共鳴散乱

Outline of Final Research Achievements

Toward a ground-based search for a dark energy source by a stimulated resonant scattering experiment using GHz-band photon beams, the following two elemental tasks were carried out: 1) After mixing two-color beams of GHz-band photons, we tried to construct a prototype quasi-parallel photon-photon collision system by focusing the two beams in free space, 2) finding a method of counting the number of signal photons in the GHz-band produced via the scattering process. Through these elemental issues, we verified the realizability of the GHz-band stimulated resonant photon scattering experiment and succeeded in publishing the proposal.

Free Research Field

素粒子・原子核・レーザー実験

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

宇宙の加速膨張を説明するには、斥力を生み出すエネルギー源が必要となる。そのエネルギー源の実態は未解明なため暗黒エネルギー(DE)と称される。DEが宇宙に占める割合は７割と大きく、その正体解明は究極の基礎物理学的課題である。DE源の１つの候補として、未知のスカラー型素粒子の介在が考えられる。その質量は極めて軽く、かつ、光子を含む物質場とは重力的に結合する粒子である。もし本研究構想が実現するならば、特定の理論模型に基づくDE候補の探索に留まらず、人類未踏の「超弱結合-超軽質量」域に存在し得る素粒子群の地平を、一般的に切り拓く展望を与えられる。