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大強度光による真空の構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 10J07512
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

石田 明  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード真空の構造 / 大強度マイクロ波 / ポジトロニウム / 超微細構造 / 束縛系QEDの精密検証
研究概要

本年度は、ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定を行った。まだ暫定的ではあるが、6.6ppmの精度で超微細構造の値が得られた。熱化の効果を入れた暫定結果は、203.3910±0.0009(統計、4.7ppm)±0.0009(系統、4.6ppm)GHzであり、過去の実験値、束縛系量子電磁力学による計算値のいずれとも無矛盾ではあるが、理論値をより支持するものであった。この成果の意義は、超微細構造のずれに関して、熱化が大きな系統誤差となり得ることを示したことである。本成果は、真空の構造を解明する上で、より熱化の影響を受けない測定が必要であることを示した点で、極めて重要である。本年度、具体的に行った研究は、以下の通りである。
(1)低ガス密度における測定を長期間行った。これによって、統計誤差を小さくし、真空への外挿の不定性をより小さくした。統計誤差を小さくするには、できるだけ小さいガス密度での測定が必要不可欠である。低ガス密度では、単位時間に得られるポジトロニウムのイベント数が少なくなるため、より長期間測定する必要がある。これに本年度の大半を費やした。
(2)磁場分布の再測定を行った。最終的に残る最も大きな系統誤差は、磁場の非一様性である。磁場分布測定の精度が、そのまま最終結果の精度に結びつくため、磁場分布を精密に測定することが肝要である。2年前にも測定したが、その後セットアップを一部変更したため、再測定を行った。その結果、磁場の中心値が変化していないことを確認できた。また、新しく得られた分布に合わせて補償コイルを再調整し、超微細構造を測定した。なお、調整前後で測定結果は無矛盾であった。
(3》ガスによる系統誤差の研究を行った。ポジトロニウム生成位置分布や、マイクロ波印加によるガス密度の変化を測定し、いずれも大きな系統誤差とはならないことを確認した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (18件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Precise measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ishida, Y.Sasaki, G.Akimoto, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, M.Yoshida, K.Tanaka, A.Yamamoto
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: (Online First) 号: 1-3 ページ: 133-140

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0455-9

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of positronium hyperfine splitting with quantum oscillation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sasaki, A.Miyazaki, A.Ishida, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, K.Tanaka, A.Yamamoto
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 697 ページ: 121-126

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium Using the Zeeman Effect2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ishida, G.Akimoto, Y.Sasaki, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, M.Yoshida, K.Tanaka, A.Yamamoto
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 666 ページ: 129-132

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2010

    • 著者名/発表者名
      難波俊雄、石田明、秋元銀河
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 65 ページ: 810-813

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polish Seminarに参加して2010

    • 著者名/発表者名
      石田明、宮崎彬
    • 雑誌名

      日本陽電子科学会会報

      巻: 2(2号) ページ: 7-8

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] New method of precise measurement of positronium hyperfine splitting2010

    • 著者名/発表者名
      A.Ishida, G.Akimoto, Y.Sasaki, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, M.Yoshida, K.Tanaka, A.Yamamoto
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1004.5555 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Precise measurement of HFS of positronium using Zeeman effect2010

    • 著者名/発表者名
      A.Ishida, G.Akimoto, Y.Sasaki, A.Miyazaki, K.Kato, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, M.Yoshida, K.Tanaka, A.Yamamoto, Y.Urushizaki, I.Ogawa, T.Idehara, S.Sabchevski
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 225

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2013

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島県東広島市、広島大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2012

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 発表場所
      大阪府泉南郡熊取町、京都大学原子炉実験所
    • 年月日
      2012-11-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2012

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都府京都市、京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2012

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      東京都文京区、東京大学
    • 年月日
      2012-07-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定2012

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      兵庫県西宮市、関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2012

    • 著者名/発表者名
      石田明
    • 学会等名
      第18回東京大学素粒子物理国際研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      長野県北安曇郡白馬村、岳美山荘
    • 年月日
      2012-02-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Precision measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      Cold Antimatter and High Precision Physics (Pbar11)
    • 発表場所
      島根県松江市、くにびきメッセ
    • 年月日
      2011-11-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Precise measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      Fundamental Physics Using Atoms 2011 (FPUA2011)
    • 発表場所
      岡山県岡山市、岡山大学
    • 年月日
      2011-10-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、秋元銀河、佐々木雄一、末原大幹.難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      青森県弘前市、弘前大学
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、佐々木雄一、秋元銀河、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      第48回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      東泉都江東区、日本科学未来館
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Precise measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、秋元銀河、佐々木雄一、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      10th International Conference on Low Energy Antiproton Physics (LEAP2011)
    • 発表場所
      TRIUMF,バンクーバー,カナダ
    • 年月日
      2011-04-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定2011

    • 著者名/発表者名
      石田明、秋元銀河、佐々木雄一、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウムの超微細構造の精密測定2011

    • 著者名/発表者名
      石田明
    • 学会等名
      第17回東京大学素粒子物理国際研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      岳美山荘(長野)
    • 年月日
      2011-02-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定2011

    • 著者名/発表者名
      石田明
    • 学会等名
      GCOE「未来を拓く物理科学結集教育研究拠点」第5回RAキャンプ
    • 発表場所
      小松屋八の坊(静岡)
    • 年月日
      2011-02-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定2010

    • 著者名/発表者名
      石田明、秋元銀河、佐々木雄一、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium (1.Indirect Measurement)2010

    • 著者名/発表者名
      A Ishida
    • 学会等名
      T2K Seminar
    • 発表場所
      J-PARC(茨城)
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポジトロニウム超微細構造の精密測定(中間報告)2010

    • 著者名/発表者名
      石田明、秋元銀河、佐々木雄一、宮崎彬、加藤康作、末原大幹、難波俊雄、浅井祥仁、小林富雄、斎藤晴雄、吉田光宏、田中賢一、山本明
    • 学会等名
      第47回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京)
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Precise Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium using Zeeman Effect2010

    • 著者名/発表者名
      A.Ishida, G.Akimoto, Y.Sasaki, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, M.Yoshida, K.Tanaka, A.Yamamoto
    • 学会等名
      39th Polish Seminar on Positron Annihilation (PSPA10)
    • 発表場所
      ポーランド・カジュメジュ
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tabletop.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/%7Eishida/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tabletop.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/%7Eishida/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tabletop.icepp.s.u-tokyo.ac.ip/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/%7Eishida/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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