| 研究課題/領域番号 |
19H01923
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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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| 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
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石田 明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00647670)
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| 研究分担者 |
大島 永康 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (00391889)
満汐 孝治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10710840)
渡邉 亮太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50736832)
甲斐 健師 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (70403037)
伊藤 賢志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (90371020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 反物質 / ボース・アインシュタイン凝縮（BEC） / ポジトロニウム / レーザー冷却 / 高密度陽電子 / 陽電子蓄積装置 / 輝度増強システム / ポジトロニウム生成・濃縮・冷却ナノ反応器 / ボース・アインシュタイン凝縮 (BEC) / ボース・アインシュタイン凝縮 / 陽電子 / 反物質の低温量子多体物質相 / ポジトロニウムのレーザー冷却 / 高密度陽電子バンチ / 陽電子輝度増強システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、反物質系ボース・アインシュタイン凝縮 (BEC) を実現させ、物質優勢の宇宙の謎を解く鍵となる反物質重力測定による物質・反物質対称性の検証やポジトロニウム (Ps) 原子のエネルギー準位超精密測定による束縛系量子電磁力学の精密検証、さらにはガンマ線レーザーに応用することである。本研究期間中に、Ps-BEC実現に必須技術となる高効率のPs原子の生成・濃縮・冷却手法を確立し、10 KまでのPs原子レーザー冷却を達成する。
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| 研究成果の概要 |
物質優勢の宇宙の謎を解くため、電子とその反粒子である陽電子が束縛した反物質系であるポジトロニウム（Ps）原子を活用した物質・反物質非対称性の精密検証を行うべく、Psをボース・アインシュタイン凝縮させるためのPs生成・濃縮・冷却手法の確立を目標とした研究を行った。本研究課題ではこれら手法に必須となる要素技術として、Ps生成材の作製および性能評価技術、時間・空間ともに圧縮された陽電子の生成技術、Ps高速冷却技術の開発研究を進め、それぞれにおいて大きな進展があった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題では、ポジトロニウム（Ps）のボース・アインシュタイン凝縮（BEC）実現に必要不可欠な各要素技術開発において世界に先駆けた成果が得られ、Ps-BEC実現に向けた課題解決に資する新たな知見を蓄積した。各要素技術は高精度分析に応用できるため、分析装置の高度化による産業界・学術界での利用促進が期待できる。さらに、Ps-BECを実現すれば、反物質にはたらく重力の測定により基礎物理学の発展に大きく貢献することができるほか、Ps-BECを光源に応用したガンマ線レーザーを実現し、光科学技術や精密機械計測といった各分野に貢献できる。
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