2016 Fiscal Year Annual Research Report
Atomic EDM and nuclear Schiff moment studied with active spin maser
| Project/Area Number |
26247036
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
旭 耕一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員主管研究員 (80114354)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市川 雄一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 研究員 (20532089)
佐藤 智哉 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 基礎科学特別研究員 (60780856)
上野 秀樹 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 主任研究員 (50281118)
福山 武志 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (40167622)
吉永 尚孝 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00192427)
古川 武 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30435680)
高峰 愛子 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 研究員 (10462699)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 原子核（実験） / 基本的対称性 / シッフモーメント / 電気双極子モーメント / CP非保存 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
シッフモーメントは核子間のパリティ及び時間反転不変性を破る相互作用から生じる原子核の電磁モーメントであり、反磁性原子に永久電気双極子モーメント（EDM）を生じさせて標準模型を超える物理の明確な証拠となる。本研究では、核スピン歳差を半永久的に維持する独自の技術「能動帰還型核スピンメーザー」と、反磁性原子129Xeに加えてその同位体131Xeを同一セル内で同時メーザー発振する「131Xe共存磁力計」を用い、同位体間の差からシッフモーメントおよび原子EDMの存在を明らかにする。
前年度までに、新規に開発を行った129Xeと131Xeの同時メーザーを用いて達成したμHzオーダーの周波数精度を土台として、本年度は透明電極素材の選定とガス分圧・セル形状の最適化を行うとともに、更なる周波数精度の向上に向け周波数のふらつきの原因の詳細な調査を行った。その結果、メーザー周波数が歳差維持に必要な帰還磁場の強度へ依存することを見出した。これはメーザーの基礎方程式からは予期されないものであり原因を探ったところ、Xe核スピンの歳差検出に用いるRb原子が、Xeスピンのみならず帰還磁場にも応答していることが分かった。これを抑制するために、これまで同時かつ連続的に行っていた歳差観測と帰還磁場印加を時間的に分離する「間欠帰還」方式を新たに導入し、そのための測定制御・データ収集解析系を組み立てて、これを用いた周波数測定を実施した。その結果、メーザー周波数の長期安定性が向上することの確認に成功した。現在、結果の定量的な解析を進めている。
またこれらの進展の結果、現在の周波数精度が測定のシグナル/ノイズ（S/N）比で制限されていることが分かった。今後ガス圧と運転条件の最適化、歳差観測レーザーの強度安定化によってS/N比を向上させることで、数桁の周波数精度向上が見込まれることが明らかになった。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
[Journal Article] Development Of 131Xe Co-magnetometry For Xe Atomic EDM Search2017
Author(s)
Tomoya Sato, Yuichi Ichikawa, Koichiro Asahi, Shuichiro Kojima, Chikako Funayama, Shunya Tanaka, Yu Sakamoto, Yuichi Ohtomo, Chika Hirao, Masatoshi Chikamori, Eri Hikota, Takeshi Furukawa, Akihiro Yoshimi, Christopher P. Bidinosti, Takashi Ino, Hideki Ueno, Yukari Matsuo,Takeshi Fukuyama
-
Journal Title
Proceedings of Science
Volume: INPC
Pages: 174 (6 pages)
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Isomers and high-spin structures in the N = 81 isotones 135Xe and 137Ba2017
Author(s)
A. Vogt, B. Birkenbach, P. Reiter, A. Blazhev, M. Siciliano, K. Hady´nska-Klek, J.J. Valiente-Dobon, C. Wheldon, E. Teruya, N. Yoshinaga,他（88名中10番目）
-
Journal Title
Physical Review C
Volume: 95
Pages: 024316 (17 p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Frequency characteristics of nuclear spin oscillator with an artificial feedback toward search for 129Xe atomic electric dipole moment2016
Author(s)
T. Inoue, T. Furukawa, A. Yoshimi, T. Nanao, M. Chikamori, K. Suzuki, H. Hayashi, H. Miyatake, Y. Ichikawa, M. Tsuchiya1, N. Hatakeyama, S. Kagami1, M. Uchida, H. Ueno, Y. Matsuo, T. Fukuyama, and K. Asahi
-
Journal Title
European Physical Journal D
Volume: 70
Pages: 129 (10 pages)
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
[Presentation] 能動帰還型核スピンメーザーにおける帰還磁場印加方式と周波数安定性2017
Author(s)
佐藤智哉, 市川雄一, 井上壮志, 内山愛子, 高峰愛子, 小島修一郎, 舟山智歌子, 田中俊也, 坂本雄, 大友祐一, 平尾千佳, 近森正敏, 彦田絵里, 古川武, 吉見彰洋, C.P. Bidinosti, 猪野隆, 上野秀樹, 松尾由賀利, 福山武志, 吉永尚孝, 酒見泰寛, 旭耕一郎
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Development of 129Xe and 131Xe co-existing masers with external feedback for the search for Xe atomic EDM2016
Author(s)
Tomoya Sato, Yuichi Ichikawa, Shuichiro Kojima, Chikako Funayama, Shunya Tanaka, Yu Sakamoto, Yuichi Ohtomo, Chika Hirao, Masatoshi Chikamori, Eri Hikota, Takeshi Furukawa, Akihiro Yoshimi, Christopher P. Bidinosti, Takashi Ino, Hideki Ueno, Yukari Matsuo, Takeshi Fukuyama, Koichiro Asahi
Organizer
Physics of fundamental Symmetries and Interactions - PSI2016
Place of Presentation
Paul Scherrer Institut （Villigen, スイス）
Year and Date
2016-10-16 – 2016-10-20
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Experimental search for electric dipole moment in a diamagnetic atom Xe2016
Author(s)
K. Asahi, T. Sato, Y. Ichikawa, S. Kojima, C. Funayama, S. Tanaka, Y. Sakamoto, Y. Ohtomo, C. Hirao, M. Chikamori, E. Hikota, T. Furukawa, A. Yoshimi, C.P. Bidinosti, T. Fukuyama, H. Ueno, Y. Matsuo, T. Ino
Organizer
International Workshop on Current Trends and Future Directions in Relativistic Many Electron Theories (RMET)
Place of Presentation
東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
Year and Date
2016-09-26 – 2016-09-28
Int'l Joint Research / Invited
-
-
-
-
[Presentation] DEVELOPMENT OF 131Xe COMAGNETOMETRY FOR Xe ATOMIC EDM SEARCH2016
Author(s)
Tomoya Sato, Yuichi Ichikawa, Shuichiro Kojima, Chikako Funayama, Shunya Tanaka, Yu Sakamoto, Yuichi Ohtomo, Chika Hirao, Masatoshi Chikamori, Eri Hikota, Takeshi Furukawa, Akihiro Yoshimi, Christopher P. Bidinosti, Takashi Ino, Hideki Ueno, Yukari Matsuo, Takeshi Fukuyama, Koichiro Asahi
Organizer
26th International Nuclear Physics Conference (INPC 2016)
Place of Presentation
Adelaide Convention Centre （Adelaide, オーストラリア）
Year and Date
2016-09-11 – 2016-09-16
Int'l Joint Research
-
-
-
-
