| 研究課題/領域番号 |
19H05601
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分B
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
酒見 泰寛 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90251602)
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| 研究分担者 |
長濱 弘季 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00804072)
青木 貴稔 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30328562)
羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 室長 (60360624)
高峰 愛子 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (10462699)
田中 香津生 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, リサーチフェロー (20780860)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
200,460千円 (直接経費: 154,200千円、間接経費: 46,260千円)
2023年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円)
2021年度: 46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2020年度: 57,200千円 (直接経費: 44,000千円、間接経費: 13,200千円)
2019年度: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円)
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| キーワード | 基本対称性 / 電気双極子能率 / バリオン生成 / 光格子重元素干渉計 / レーザー冷却分子 / 電子双極子能率 / 基本対手性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒッグス粒子の発見によって、物質の質量獲得機構をはじめ、素粒子物理学は大きく発展した。しかし物質・反物質対称性（CP対称性）破れの機構は十分には説明できず、根源的な枠組みが必要となっている。素粒子の階層問題、ゲージ結合定数の統一、暗黒物質の実体等を解決する有力な考え方では、未知の粒子と対称性の存在が示唆されている。本研究では、未知粒子が生成・伝搬・消滅を繰り返す量子補正効果により、素粒子に発現する永久電気双極子能率（EDM）の検出を目指す。この量子補正効果は極めて小さいが、素粒子を構成要素にもつ原子・分子を量子制御し、光格子干渉計によるEDMの精密量子計測を実現してCP対称性破れの起源を探る。
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| 研究実績の概要 |
本研究により、レーザー冷却RIを用いた次世代EDM探索技術を開発し、目標である電子EDM測定感度10の-29乗ecmを実現する技術を確立した。中間評価では、磁気光学トラップから開放された冷却原子集団のラムゼー共鳴によるEDM測定手法により、相互作用時間が短く（10 ミリ秒程度）、測定精度は10の-27乗ecmと評価された。その後、長時間の相互作用時間（１秒程度）を実現する光格子形成のための高強度レーザー光源の開発に成功した。この実現によりEDM測定精度を一桁向上させ、10の-28乗ecmの探索技術を確立した。現在、規制庁による理研・加速器施設におけるアルファエミッター・Frの取り扱い数量の放射線管理変更の認可が遅延しているため、この境界条件におけるFr収量により測定精度が限定されているが、許可後はビーム強度を0.5puAから５puA（10倍）、225Ac/221Frの取り扱い数量も10倍が可能となり、当初目標の10の-29乗ecm達成が確実となる。また、偽EDM信号となる系統誤差の支配的な要因であるゼーマンシフトと光ベクトルシフトに関して、Frとともに、電子EDMの寄与がゼロとみなせる軽いアルカリ原子：Rb/Csを光格子中に同時にトラップし、それらのスピン歳差周期をオンラインで測定することで、各原子系のエネルギーシフトをモニターする共存磁力計の開発を行った。さらに、量子もつれの状態を用いたEDM量子計測技術により、10-31cmの精度を得ることを示し、本計画の目標を超えることを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる
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