Multiple approach for dark energy with neutron interferometer

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01092
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kitaguchi Masaaki 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (90397571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細畠 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00733411) ; 日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70314292)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 中性子 / 干渉計 / 暗黒エネルギー / 原子核

Outline of Final Research Achievements

A cold neutron interferometer with multilayer mirrors has been developed. Interference fringes according to wavelength can be observed by the time-of-flight method for pulsed neutrons. The systematic uncertainty can be suppressed by repeated short-time measurements. The results were published as a journal paper and press releases. Precise measurements of neutron scattering length of various nuclei were started and achieved accuracy equivalent or better than that of conventional interferometers. An apparatus for dark energy search was developed and was used for preparatory experiments.

Free Research Field

素粒子原子核物理学実験

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

中性子干渉計を高度化した。原子核の中性子散乱長を高精度にかつ効率よく測定できることを実証した。今後様々な原子核について網羅的に測定する計画である。原子核の散乱長は物質研究を含め中性子を用いる実験の基礎であり、そのデータセットの高度化は重要である。中性子干渉計構築には光学素子を10ナノメートルのオーダーで配置しなければならない。本研究では精密光学素子と超精密加工によってこれを達成した。この手法は様々な中性子実験装置の高度化に貢献する。