ナノバランスによる量子真空場の零点振動力の精密測定

• 研究課題/領域番号: 11874037
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐々木 真人 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40242094)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 量子真空場 / 零点振動力 / 精密測定 / ねじれ秤

研究概要

地面振動等の環境ノイズを低減するため、共振周波数2Hz以下の除振台を購入した。また電磁波等の環境ノイズを低減するためのチェンバーを設計・製作した。ねじれ秤を作成し、そのねじれ角をレーザーを用いて測定することにより、ねじれ秤の性能、環境ノイズおよび除振の性能を評価した。また、トンネル電流検知部及びデータ読み出しのプロトタイプとして、大気中でのトンネル電流測定装置を製作した。この装置の動作機構は粗動部と微動部からなり、粗動は電動式の中央精機社製のマイクロメータ(精度1um)を用い、微動はピエゾ素子を利用したメレスグリオ社のナノムーバー(最小ステップ0.3nm)を用いた。このプロトタイプの製作により本実験における探針のマウント法、ピエゾ制御法およびフィードバック制御法を確立し、環境ノイズの評価をおこなった。また、トンネル電流放電探針と表面の金で被覆された表面精度の高い極板(凹凸精度30nm)との間のトンネル電流を大気中でモニターし、トンネル電流の距離依存性を測定・解析した。これにより本実験における予想到達感度(100Hzのフィードバック速度でF=4.9×10^<-18>N)を求めた。さらにデータ取得および装置の遠隔操作のためにPCを用いて自動で駆動系を制御するシステムを開発した。研究計画にある振動除去および駆動系の開発等の装置開発は完了した。測定は現在進行中であり、日本物理学会の春の大会には物理結果をまとめて発表し、その後に論文化を図る。