| 研究課題/領域番号 |
17H02897
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
本間 謙輔 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (40304399)
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| 研究分担者 |
阪部 周二 京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / アクシオン / ディラトン / 真空内四光波混合 / レーザー / 擬南部・ゴールドストーンボゾン / sub-eV / 暗黒エネルギー / 相互作用真空容器 / 素粒子実験 |
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| 研究成果の概要 |
グローバル対称性の自発的破れにより、擬南部ゴールドストンボゾン(pNGB)は自然界に現れ得る。その物質との結合が十分に弱い場合、質量が1eV未満のpNGBは、宇宙暗黒成分の自然な候補となり得る。２色のパルスレーザーの準真空下での集光により、真空内四光波混合を介して、pNGBの共鳴状態を探索した。背景信号光量を制御できるレーザー強度範囲において、真空内四光波混合光は観測されなかった。この結果から、pNGB質量と光子との結合の関係に95%の統計信頼度で制限をかけることに成功した。この探索結果の出版に加えて、全く異なる波長を持つ光子ビームを組み合わせたpNGB探索のためのアイデアを出版した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
暗黒エネルギー（DE）、暗黒物質（DM）は現代物理学の最大級の謎である。特にDMの起源は弱結合する素粒子群である可能性が高い。南部・ゴールドストーンらは自発的対称性の破れ(SSB)に伴う零質量のボゾン (NGB)の存在を予見した。故に重いDMの探索と、その対極にある質量が零に近いNGBの一般的探索は、探索の両輪となる資格がある。本探索手法は、高強度の光を用いた地上でのNGBの直接生成および誘導崩壊に基づいており、DMの宇宙論的仮定に依存しない特徴を持つ。本研究の成果を通じて、更なる弱結合領域へと感度を拡張する上での課題、および、新しい光技術と組み合わせた探索への将来展望が得られた。
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