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ニュートリノ質量分光に向けた、対向型二光子放出増幅の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K14292
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関岡山大学

研究代表者

増田 孝彦  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (90733543)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードニュートリノ / パラ水素 / コヒーレント増幅 / コヒーレンス / 二光子放出 / 素粒子実験 / 原子・分子物理
研究成果の概要

狭線幅中赤外パルスレーザーを用いてパラ水素ガス標的を対向パルスレーザーで第一振動励起準位に励起し、そこからのコヒーレント増幅された対向二光子放出の観測に成功した。
数値計算では対向型励起放出の時間空間発展を解くため、Method of Lines法を用いた空間1次元時間一次元のMaxwell-Bloch方程式を実装した。
実験結果と計算結果は定性的によく一致しており、対向二光子放出現象をよく理解できていると考えられる。特に強度依存性、離調依存性、圧力依存性などを比較し、定性的によく一致していることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

素粒子物理学の中でもニュートリノは未知の性質が多く残されている。特にその基本的性質である質量が未確定なのは特筆に値する。本研究は、従来の原子核崩壊を使った手法ではなく、原子を用いた高分解能測定によってニュートリノの質量を確認するという「ニュートリノ質量分光」実験のための基礎研究である。理論と矛盾しない実験結果が示され、数値計算による定量的定性的な理解も進めることができた。これにより将来のニュートリノ質量分光実験に近づいたと言える成果である。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Coherent two-photon emission from hydrogen molecules excited by counter-propagating laser pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraki Takahiro、Hara Hideaki、Miyamoto Yuki、Imamura Kei、Masuda Takahiko、Sasao Noboru、Uetake Satoshi、Yoshimi Akihiro、Yoshimura Koji、Yoshimura Motohiko
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: 52 号: 4 ページ: 045401-045401

    • DOI

      10.1088/1361-6455/aafbd0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rate amplification of the multi-photon process toward neutrino mass spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Imamura
    • 学会等名
      Fundamental Physics Using Atoms 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coherent two-photon emission from hydrogen molecules towards neutrino mass spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Hara for the SPAN collaboration
    • 学会等名
      International Conference on Atomic Physics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニュートリノ質量分光を目指した気体および固体水素振動準位間の位相共役二光子放出実験2018

    • 著者名/発表者名
      宮本祐樹、原秀明, 平木貴宏, 今村慧, 増田孝彦, 笹尾登, 植竹智, 吉見彰洋, 吉村浩司, 吉村太彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニュートリノ質量分光のための対向レーザー励起による コヒーレント二光子放出実験2018

    • 著者名/発表者名
      平木貴宏、原秀明、今村慧、増田孝彦、宮本祐樹、 笹尾登、植竹智、吉見彰洋、吉村浩司、吉村太彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Coherently amplified multi-photon emission toward neutrino mass spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Hiraki for the SPAN collaboration
    • 学会等名
      10th International workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニュートリノ質量分光のためのパラ水素ガスを用いた対向レーザー励起実験2018

    • 著者名/発表者名
      平木貴宏、原秀明、今村慧、増田孝彦、宮本祐樹、笹尾登、 高江洲義太郎、植竹智、吉見彰洋、吉村浩司、吉村太彦
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会 東京理科大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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