| 研究課題/領域番号 |
16H03974
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
小川 泉 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (20294142)
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| 研究分担者 |
松原 明 京都大学, 理学研究科, 准教授 (00229519)
中島 恭平 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (30722540)
玉川 洋一 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (40236732)
時安 敦史 東北大学, 電子光理学研究センター, 助教 (40739471)
松木 征史 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (50037941)
舟橋 春彦 京都大学, 国際高等教育院, 教授 (00283581)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | ダークマター / アクシオン / リドベルグ原子 / レーザー冷却 / レーザー加速 / フィールドイオン化 / 素粒子実験 |
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| 研究成果の概要 |
現代宇宙物理学における重要な未解決問題の一つである暗黒物質。その正体を未発見の素粒子アクシオンであると考え、発見（又は可能性の排除）を目指すべく探索実験装置CARRACKの開発を行った。アクシオンは質量が未知であり、またその信号は非常に微弱であると考えられるため、探索質量を変えながら1)ノイズの非常に少ない、2)長期間にわたって安定的な探索実験を行う必要がある。1)の実現を目指し、レーザー冷却・加速技術を用いたバンチ化原子ビーム発生装置の開発を行い、2)の実現を目指して、フィールドイオン化検出装置の改良を行った。いくつか問題点も残っているが、解決のうえ探索事件を行う。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「質量」としての存在は確認されているが、その正体は未だに解明されていない暗黒物質。宇宙・素粒子物理学から、その候補として本研究のターゲットであるアクシオンの他に、暗黒光子やウィンプなどが挙げられている。この問題の決着にはいずれかの候補粒子の「発見」が必要である。本研究において探索までには至らなかったが、十分な感度を持ち長期間安定的に動作可能なアクシオン探索装置の開発に道筋をつけることができた。今後この開発を続け、近い将来の探索実験により発見又は可能性の排除を行うことを目指す。
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