• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

低速中性子ビームを用いた未知相互作用の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18H01226
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関東京大学

研究代表者

神谷 好郎  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (90434323)

研究分担者 駒宮 幸男  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (80126060)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード未知短距離力 / 低速中性子 / 時空構造 / ピクセル検出器 / キセノン / 小角散乱 / 遮蔽効果 / ダークエネルギー
研究成果の概要

冷中性子ビームとキセノン原子ガスとの散乱角度分布を精密に測定し、結合の弱い新しい相互作用の探索した。本実験手法はナノメートルスケールの物理に対して感度を持つことが知られている(PRL114, 161101(2015), 研究課題25870160(神谷))。 本研究課題では、統計精度の改善と系統誤差の理解を進め、先の論文を越えた世界一の感度に到達する結果を得た。同時に、レプトン数とバリオン数で結合が異る未知相互作用のモデルに対して、ナノメートルスケールで始めての制限を示した。発展として、感度改善の可能性と限界、超前方散乱を捉えるセンサーの開発、極冷中性子ビームでの実験設計を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1) 質量やバリオン数、レプトン数などを結合荷とする相互作用を探索した。これら結合荷による相互作用は時空構造を規定する物理と関連する可能性を秘めた物で、時空と重力の学術分野において大きな意義があると言える。

(2) 5ミクロンを切る高い空間分解能を有したイメージングセンサーを開発した。その成功を基に、物性物理分野や産業利用などへの活用可能性が検討され始めている。本研究で得られた知見は他分野や社会へ広く利用され得るもので、この側面においても大きな意義があると考える。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 16件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Los Alamos National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut/University of Geneva(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Los Alamos National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Search for Non-Newtonian Forces in the nanometer Scale with Slow Neutrons2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Cubitt, L. Porcar, O. Zimmer, G. N. Kim, and S. Komamiya
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2319 ページ: 040017-040017

    • DOI

      10.1063/5.0036985

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a neutron imaging sensor using INTPIX4-SOI pixelated silicon devices2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Y.、Miyoshi T.、Iwase H.、Inada T.、Mizushima A.、Mita Y.、Shimazoe K.、Tanaka H.、Kurachi I.、Arai Y.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 979 ページ: 164400-164400

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164400

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies of radioactive background in SOI pixel detector for solar axion search experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Onuki Yoshiyuki、Grimaldo Johnny Alejandro Mora、Ose Tatsuki、Aihara Hiroaki、Inoue Yoshizumi、Kamiya Yoshio、Shimazoe Kenji、Tsuru Takeshi Go、Tanaka Takaaki、Miuchi Kentaro、Takeda Ayaki、Arai Yasuo
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 924 ページ: 448-451

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.07.056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 微視的スケールにおける等価原理の検証にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      Colloquium, Osaka Metropolitan University
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward the Verification of the Equivalence Principle in the Quantum Regime2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      Seminar, The University of Tokyo
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Testing Gravity with Quantum Bound Ultracold Neutrons2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      Seminar, Tokyo Institute of Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum Gravity experimental initiative at the LANSCE UCN facility2022

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang
    • 学会等名
      23nd International Conference on General Relativity and Gravity - GR23
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INTPIX4NA 検出器を用いた中性子イメージングセンサーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsui
    • 学会等名
      JPS Autumn Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー量子線を用いたCMOSイメージングセンサーの空乏層厚の測定2022

    • 著者名/発表者名
      S. Tsunomatchi
    • 学会等名
      第4回 量子線イメージング研究会 - QBI2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Testing the equivalence principle using a gravitationally bound quantum system: with a short report of technological developments2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      31th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan - JGRG25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measuring Time Developments of Gravitationally Bound Quantum States of UCN, toward an Understanding of the Equivalence Principle in the Quantum Regime - UCNQ2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      Seminar, Los Alamos National Laboratory
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development and characterization of SOI based event driven neutron imaging sensor2021

    • 著者名/発表者名
      L. Zhang
    • 学会等名
      AESJ Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Progress on SOI Pixel Sensors2021

    • 著者名/発表者名
      T. Miyoshi
    • 学会等名
      VERTEX 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低速中性子を用いた重力検証実験について2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      巨視的量子現象と量子重力(基研研究会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a neutron imaging sensor based on event-driven silicon-on-insulator pixelated device2021

    • 著者名/発表者名
      L. Zhang
    • 学会等名
      2021 Virtual IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of SOI integration-type pixel sensors and up-to-date process2021

    • 著者名/発表者名
      T. Miyoshi
    • 学会等名
      2021 Virtual IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超冷中性子を用いた弱い等価原理の検証実験のためのシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      水原慎一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中性子検出器の基礎物理実験への応用2020

    • 著者名/発表者名
      神谷好郎
    • 学会等名
      第1回「中性子マイクロスコープの実現に向けた調査研究」研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Interactions in the Nanometer Range2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya
    • 学会等名
      22nd International Conference on General Relativity and Gravity - GR22
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Testing the Weak Equivalence Principle using Gravitationally Bound Quantum States of Ultracold Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya and Sachio Komamiya
    • 学会等名
      Physics of fundamental Symmetries and Interactions - PSI2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for New Gravity-like Forces at the 40 m SANS Beam Line of the HANARO Research Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      G. N. Kim, Y. Kamiya, Y. Sasayama, M. Tani, and S. Komamiya
    • 学会等名
      3rd Aisa-Oseania Conference on Neutron Scattering 2019 - AOCNS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for Non-Newtonian Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Cubitt, K. Itagaki, G.N. Kim, S. Komamiya, L. Porcar, Y. Sasayama, M. Tani, and O. Zimmer
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference - APPC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Neutron Imaging Sensor using INTPIX4, SOI Pixelated Silicon Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, T. Miyoshi, H. Iwase, T. Inada, A. Mizushima, Y. Mita, K. Shimazoe, H. Tanaka, I. Kurachi, and Y. Arai
    • 学会等名
      12th International "Hiroshima" Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Detector - HSTD12
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya
    • 学会等名
      Testing Gravity 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for New Gravity-like Short-range Interactions using Slow Neutrons Beams2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Cubitt, K. Itagaki, G.N. Kim, S. Komamiya, L. Porcar, Y. Sasayama, M. Tani, and O. Zimmer
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms - FPUA2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Interactions using Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Cubitt, K. Itagaki, G.N. Kim, S. Komamiya, L. Porcar, Y. Sasayama, M. Tani, and O. Zimmer
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超冷中性子による弱い等価原理検証実験の開発状況2018

    • 著者名/発表者名
      神谷好郎
    • 学会等名
      弱値・弱測定の展望
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Neutron Imaging Sensor using SOI-XRPIX Detector2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, Y. Arai, S. Harada, K. Kayama, I. Kurachi, A. Mizushima, A. Takeda, T. G. Tsuru, K. Uchida, and M. Yamada
    • 学会等名
      The 1st Workshop on Quantum Beam Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~kamiya/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~kamiya/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi