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高精度レーザーと強磁場を用いた真空構造の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16H03970
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

難波 俊雄  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (40376702)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード素粒子物理実験 / 真空 / レーザー / パルス磁石 / 素粒子物理学実験 / 素粒子実験 / 高性能レーザー
研究成果の概要

現代の物理学が予言する真空の構造を探索する実験である。真空に強磁場をパルス的に印加し、偏極を引き起こして真空を歪める。その歪みを高精度のレーザーで検出する。感度を高めるために高反射ミラー2枚で光共振器を作成し、共振器中の光に対してパルス磁場を印加する。プロトタイプ実験の結果をもとに、感度を決める鍵であるレーザーのノイズを削減し装置の長期安定性を向上させた。また、共振器の真空度の改善やパルス磁石の高磁場化などの改善もおこなった。これにより、真空構造の測定に向けた装置がほぼ完成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでは実験の対象とされてこなかった「真空」について着目することで、新たな分野として真空の物理学が注目されるようになった。今回は真空の構造の探索には至らなかったが、量子電磁気学の予言する真空偏極まであと3.5桁の感度で探索をおこない、そこまでは真空の構造が無いことが確認できた。
また、技術的側面では、基礎技術である防振技術やレーザーの安定化、共振器の制御技術の開発、製作において大きな進展が得られ、他の分野での応用も期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The OVAL experiment: a new experiment to measure vacuum magnetic birefringence using high repetition pulsed magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Xing Fan, Shusei Kamioka, Toshiaki Inada, Takayuki Yamazaki, Toshio Namba, Shoji Asai, Junko Omachi, Kosuke Yoshioka, Makoto Kuwata-Gonokami, Akira Matsuo, Koushi Kawaguchi, Koichi Kindo, and Hiroyuki Nojiri
    • 雑誌名

      The European Physical Journal D

      巻: 71 号: 11 ページ: 308-308

    • DOI

      10.1140/epjd/e2017-80290-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] OVAL実験の感度を向上を目指した新型パルス磁石の考察2019

    • 著者名/発表者名
      成田佳奈香
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] OVAL実験: パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索2019

    • 著者名/発表者名
      上岡修星
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] OVAL実験: パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索2018

    • 著者名/発表者名
      上岡修星
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] OVAL実験: パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索2018

    • 著者名/発表者名
      上岡修星、樊星、稲田聡明、山崎高幸、難波俊雄、浅井祥仁、大間知潤子、吉岡孝高、五神真、松尾晶、金道浩一、野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索I2017

    • 著者名/発表者名
      樊星
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索II2017

    • 著者名/発表者名
      上岡修星
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Search for Vacuum Magnetic Birefringence with Pulsed Magnets2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kamioka
    • 学会等名
      9th International workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA)
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for Vacuum magnetic Birefringence with Pulsed Magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Shusei Kamioka, X. Fan, T. Inada, T. Yamazaki, T. Namba, S. Asai, J. Omachi, K. Yoshioka, M. Kuwata-Gonokami, A. Matsuo, K. Kindo, H. Nojiri
    • 学会等名
      Light driven Nuclear-Particle physics and Cosmology 2017 (LNPC17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LSW experiments with pulsed magnets + Vacuum Magnetic Birefringence (VMB)2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Inada
    • 学会等名
      Workshop on HIgh MAgnetic Fields for FUNdamental Physics (HIMAFUN)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索2017

    • 著者名/発表者名
      上岡修星、樊星、稲田聡明、山崎高幸、難波俊雄、浅井祥仁、大間知潤子、吉岡孝高、五神真、 松尾晶、金道浩一、野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パルス磁石を用いた真空複屈折の探索I2016

    • 著者名/発表者名
      樊星
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パルス磁石を用いた真空複屈折の探索II2016

    • 著者名/発表者名
      上岡修星
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Tabletop Experiments

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Tabletop Experiemnts

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Tabletop Experiments

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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