ミュオニウム原子超微細構造の高精度ラビ振動分光によるミュオン質量の精密決定

2021 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 21H04463
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鳥居 寛之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20302838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神田 聡太郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (10800485) ; 西村 昇一郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別助教 (20836431) ; 下村 浩一郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60242103)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2024-03-31

Summary of the Research Project

正電荷ミュオンと電子のクーロン束縛系であるミュオニウム原子について、基底状態の超微細構造をマイクロ波により分光する。強磁場中でのゼーマン副準位を高精度に測定することにより、超微細構造を 2 ppb の精度で、また、ミュオンの磁気モーメントおよび質量を 15 ppb の精度で決定する。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

Rabi振動分光法という新たな手法を活用することなどにより、従来の精度を一桁超えて、ミュオンの磁気モーメントおよび質量を決定する。また原子束縛系におけるこれまでの量子電磁力学(QED)の検証を超えて、電弱相互作用ならびにハドロンの真空偏極の効果を観測する。さらに素粒子標準理論を超えた新物理の探索も期待される。