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2022 Fiscal Year Annual Research Report

冷却極性分子を用いた電子の電気双極子モーメント測定による時間反転対称性の検証

Research Project

Project/Area Number 21J01252
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

平本 綾美  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2024-03-31
Keywords冷却分子 / 電気双極子能率 / 光検出器
Outline of Annual Research Achievements

ACME実験は冷却分子ThOを用いて電子の電気双極子モーメントを探索する実験であり、2018年に世界最高感度で電子の電気双極子モーメントに対する制限を与えて以来、その探索感度をさらに向上させるための実験装置アップグレードを行なってきた。本年度の研究ではアップグレードの一環で採用される光検出器Silicon Photomultiplierモジュール (SiPMモジュール) の量産を完了し、製造したモジュールの性能評価の結果を学術論文や国際学会等にて発表した。その後、製造したSiPMモジュール8台を実験サイトとなるアメリカのノースウエスタン大学へと持ち込み、実験装置へとインストールした。SiPMモジュールの運用に必要な電源等の配線や冷却および真空ラインの配管なども準備し、8台ともが実際の状況で同時運用できる状態となっている。現在は実験サイトでの8台同時オペレーションなどを行い、現地で開発環境と同等の性能が発揮できるかの確認や、より安定した駆動に向けたソフトウェア等の開発を行っている最中である。
SiPMモジュールは双極子モーメントの信号となる分子からの脱励起光を検出するために欠かせないパーツである。今後は分子ビーム源等の他の実験パーツと組み合わせ、信号観測に向けたコミッショニングを行う。また次年度はさらに長期的にノースウエスタン大学へと滞在し、SiPMモジュールの運用だけでなく、実験全体のオペレーションに参加する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は当初の予定通り、製造したSiPMモジュールをノースウエスタン大学にインストールし、運用できるところまで準備することができた。またとくに本年度後半からは昨年度よりもより頻繁にアメリカと日本を行き来することができるようになったため、データ取得システムや磁気シールドの開発など、SiPMモジュール以外の開発部分に多く関わることができるようになった。したがって概ね順調にすすんでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

SiPMモジュールは概ね本実験に向けた準備が完了したため、今後はより長期的にアメリカに滞在し、SiPMモジュールのオペレーションおよびそれに関連するデータ取得システムなどの開発や整備を行う予定である。実験全体としては今後すべての装置を組み合わせて動作を開始し、今年度中に本実験を開始する見込みである。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Harvard University/Northwestern University/The University of Chicago(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Harvard University/Northwestern University/The University of Chicago
    • # of Other Institutions
      2
  • [Journal Article] SiPM module for the ACME III electron EDM search2023

    • Author(s)
      Hiramoto A.、Masuda T.、Ang D.G.、Meisenhelder C.、Panda C.、Sasao N.、Uetake S.、Wu X.、Demille D.、Doyle J.M.、Gabrielse G.、Yoshimura K.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 1045 Pages: 167513~167513

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167513

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-sensitivity low-noise photodetector using a large-area silicon photomultiplier2023

    • Author(s)
      Masuda Takahiko、Hiramoto Ayami、Ang Daniel G.、Meisenhelder Cole、Panda Cristian D.、Sasao Noboru、Uetake Satoshi、Wu Xing、DeMille David P.、Doyle John M.、Gabrielse Gerald、Yoshimura Koji
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 31 Pages: 1943~1943

    • DOI

      10.1364/OE.475109

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ACME実験における電子電気双極子モーメント探索のアップグレード状況2023

    • Author(s)
      平本綾美
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [Presentation] Performance of a silicon photomultiplier module for the ACME III electron EDM search2022

    • Author(s)
      Ayami Hiramoto
    • Organizer
      The 53rd Annual Meeting of the APS Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SiPM module for the ACME III electron EDM search2022

    • Author(s)
      Ayami Hiramoto
    • Organizer
      9th Conference on New Developments in Photodetection
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for the electron EDM in ACME III2022

    • Author(s)
      平本綾美
    • Organizer
      RCNP研究会「中性子と原子で探る基礎物理」
  • [Presentation] ACME実験におけるSiPMモジュールのインストール状況2022

    • Author(s)
      平本綾美
    • Organizer
      日本物理学会 2022秋季大会
  • [Presentation] ACME III electron EDM search2022

    • Author(s)
      Ayami Hiramoto
    • Organizer
      14th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms

URL: 

Published: 2023-12-25  

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