新世代超冷中性子源による時間反転不変性の検証

• 研究課題/領域番号: 21224007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 増田 康博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別准教授 (60150009)
• 研究分担者: 鄭 淳讚 (鄭 淳讃) 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00262105) ; 畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530) ; 松多 健策 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (50181722) ; 渡部 裕 (渡邊 裕 / 渡辺 裕 / 渡邉 裕) 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (50353363) ; 三原 基嗣 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60294154)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 206,050千円 (直接経費: 158,500千円、間接経費: 47,550千円); 2013年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2012年度: 44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円); 2011年度: 48,230千円 (直接経費: 37,100千円、間接経費: 11,130千円); 2010年度: 52,650千円 (直接経費: 40,500千円、間接経費: 12,150千円); 2009年度: 46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
• キーワード: 超冷中性子 / 時間反転対称性 / EDM / CP非保存 / 基礎物理 / UCN

研究概要

超流動ヘリウム（He-II）を用いた新世代超冷中性子（UCN）源を完成させ、大阪大学核物理研究センター（RCNP）の陽子ビームを用いてUCNを生成し、He-II容器のアルミ箔窓に3.5Tの磁場をかけて、UCNの取出しと偏極に成功した。そして、中性子電気双極子能率（EDM）測定装置を完成させた。完成した新UCN源は、大阪大学核物理研究センターの陽子ビーム強度が予定通り10倍になれば、直ちに世界最強のUCN源となり、EDM測定の統計誤差は10-26 e cm以下になる。幾何学的位相効果（GPE）の研究を行い、系統誤差を10-27 e cmにする方法を見出した。

評価記号

検証結果 (区分)

B

研究成果

• [雑誌論文] Spallation UCN production for nEDM (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda, K.Hatanaka, S.C. Jeong, S. Kawasaki, R.Matsumiya, K.Matsuta, M.Mihara, and Y.Watanabe
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 51 ページ: 89-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spallation UCN Production for nEDM (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Masuda, Kichiji Hatanaka, Sun-Chan Jeong, Shinsuke Kawasaki, Ryohei Matsumiya, Kensaku Matsuta, Mototsugu Mihara, Yutaka Watanabe
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 51 ページ: 89-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear moments as a probe of electronic structure in material, exotic nuclear structure and fundamental symmetry (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuta, T. Minamisono, M. Mihara, M. Fukuda, Shengyun Zhu, Y. Masuda, K.Hatanaka, Daqing Yuan, Yongnan Zheng, Yi Zuo, Ping Fang, Dongmei Zhou, T. Ohtsubo, T. Izumikawa, S. Momota, D. Nishimura, R. Matsumiya, A. Kitagawa, S. Sato, M. Kanazawa, M. Torikoshi, T. Nagatomo, Y. Nojiri, T. Suzuki, Xizhen Zhang, J. R. Alonso, T. J. M. Symons, S. Kawasaki, S. C. Jeong, Y. Watanabe, K. Minamisono, other members of Osaka-CIAE-NIRS-Niigata-Kochi-LBL collaboration
  • 雑誌名: Hyperfine Interactions 巻: 220 ページ: 21-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of polarized ultracold neutrons and observation of Ramsey resonance for electric dipole moment measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuta, Y. Masuda, K. Hatanaka, S. C. Jeong, S. Kawasaki, R. Matsumiya, M. Mihara, Y. Watanabe, D. Nishimura, Y. Morita, K. Asahi, T. Adachi, J. Martin,A. Konaka, A. Miller, C. Bidinosti, T. Dawson, L. Lee, C. Davis, D. Ramsay, W. van Oers, E. Korkmaz, L. Buchman
  • 雑誌名: Hyperfine Interactions 巻: 220 ページ: 89-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] An EDM Measurement with a New Comagnetometer and a High Density UCN Source (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuta, Y. Masuda, K. Hatanaka, S. Kawasaki, R. Matsumiya, M. Mihara, S.C. Jeong, Y. Watanabe, T. Adachi, D. Nishimura, K. Asahi, J.W. Martin, A. Konaka, A. Miller, C. Bidinosti, T. Dawson, L. Lee, C.A. Davis, W.D. Ramsay, W.T.H. van Oers, E. Korkmaz and L. Buchman
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc 巻: 1560 ページ: 152-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spallation Ultracold Neutron Source of Superfluid Helium below 1 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Masuda, K. Hatanaka, S.C. Jeong, S. Kawasaki, R. Matsumiya, K. Matsuta, M. Mihara, and Y. Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 134801-134801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron electric dipole moment measurement with a buffer gas comagnetometer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Masuda, K. Asahi, K. Hatanaka, S.C. Jeong, S. Kawasaki, R. Matsumiya, K. Matsuta, M. Mihara, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Lett 巻: A376 ページ: 1347-1351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spallation Ultracold Neutron Source of Superfluid Helium below 1 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Masuda, Kichiji Hatanaka, Sun-Chan Jeong, Shinsuke Kawasaki, Ryohei Matsumiya, Kensaku Matsuta, Mototsugu Mihara, Yutaka Watanabe
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 号: 13 ページ: 134801-134801
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.134801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron electric dipole moment measurement with a buffer gas comagnetometer (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Masuda, Koichiro Asahi, Kichiji Hatanaka, Sun-Chan Jeong, Shinsuke Kawasaki, Ryohei Matsumiya, Kensaku Matsuta, Mototsugu Mihara, Yutaka Wataxiabe
  • 雑誌名: Physics Letters A 巻: 376 号: 16 ページ: 1347-1351
  • DOI: 10.1016/j.physleta.2012.02.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気双極子能率 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 雑誌名: 素粒子物理ハンドブック (朝倉書店) ページ: 430-435
  • 査読あり
• [学会発表] Spallation UCN production for nEDM (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: ESS science symposium on Neutron Particle Physics at Long Pulse Spallation Sources
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 招待講演
• [学会発表] 中性子EDM測定のための129Xe核スピン磁束計の開発II (2013)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] UCNによるラムゼー共鳴の観測(6) (2013)
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 超流動ヘリウムを用いた次世代超冷中性子源の開発V (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] KEK-RCNP-TRIUMF nEDM実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] A EDM measurement with a new generation UCN source (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: ISINN20
  • 発表場所: Alushta, Ukraine
  • 招待講演
• [学会発表] A New Spallation Ultracold Neutron Source at RCNP (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: ISINN20
  • 発表場所: Alushta, Ukraine
  • 招待講演
• [学会発表] Production of ultracold neutrons and a project for neutron EDM (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: SPIN-PRAHA2012
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 招待講演
• [学会発表] nEDM at KEK-RCNP (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: Neutron EDM workshop
  • 発表場所: Oak Ridge, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Spallation UCN source at RCNP/TRIUMF (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: Neutron EDM workshop
  • 発表場所: Oak Ridge, USA
• [学会発表] Magnetic/Electric Fields for KEK-RCNP EDM Measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: Neutron EDM workshop
  • 発表場所: Oak Ridge, USA
• [学会発表] 129Xe magnetometry for KEK-RCNP EDM measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: 三原基嗣
  • 学会等名: Neutron EDM workshop
  • 発表場所: Oak Ridge, USA
• [学会発表] UCN実験の現状と将来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: RCNP加速器増強と核破砕破砕反応中性子利用
  • 発表場所: RCNP 茨木市
  • 招待講演
• [学会発表] RCNPにおけるスパレーション超冷中性子源 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: RCNP加速器増強と核破砕破砕反応中性子利用
  • 発表場所: RCNP 茨木市
• [学会発表] 中性子EDM測定のための磁場勾配の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 超流動ヘリウムを用いた次世代超冷中性子源の開発IV (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 中性子EDM測定のための磁気シールドの性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田裕介
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] UCNによるラムゼー共鳴の観測(5) (2012)
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] A new generation UCN source for nEDM (2011)
  • 著者名/発表者名: Y, Masuda
  • 学会等名: KEK-TRIUMF Scientific Symposium
  • 発表場所: つくば市(茨城県)
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] nEDM with Xe-Rb van der Waals molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: K, Matsuta
  • 学会等名: KEK-TRIUMF Scientific Symposium
  • 発表場所: つくば市(茨城県)
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] A new approach to neutron EDM measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: Y, Masuda
  • 学会等名: Cold Antimatter & High Precision Physics, Pbar11
  • 発表場所: 松江市(島根県)
• [学会発表] A new EDM measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: Y, Masuda
  • 学会等名: The 8-th International Workshop "Ultra Cold & Cold Neutrons. Physics & Sources"
  • 発表場所: St.Petersburg(ロシア)
• [学会発表] KEK-RCNP super-thermal UCN source (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hatanaka
  • 学会等名: The 8-th International Workshop "Ultra Cold & Cold Neutrons. Physics & Sources"
  • 発表場所: St.Petersburg(ロシア)
• [学会発表] Spin physics at RCNP (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hatanaka
  • 学会等名: 19th International Spin Physics Symposium
  • 発表場所: Juelich, Germany
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] Neutron EDM measurement with ultracold neutron and ^<129>Xe atom (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda
  • 学会等名: FPUA2010
  • 発表場所: Osaka(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-07
• [学会発表] 現超冷中性子源の開発と新超冷中性子源の設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 畑中吉治
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 核スピン磁束計を用いた中性子EDM測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] UCNによるラムゼー共鳴の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Geant4によるUCN源のエネルギー分布とラムゼーセル内の挙動のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] International Workshop on "UCN and Fundamental Neutron Physics" (2010)
  • 著者名/発表者名: 国際会議開催
  • 学会等名: UCN2010
  • URL: http://fnp.kek.jp/Japanese/workshop/20100408/index.html
  • 発表場所: RCNP, Japan
• [学会発表] UCN and Neutron EDM Searches at RCNP and TRIUMF (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda
  • 学会等名: Precision Tests of the Standard Model : from Atomic Parity Violation to Parity-Violating Lepton Scattering
  • 発表場所: ECT, Trent, Italy(招待講演)
• [学会発表] Neutron EDM measurement (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda
  • 学会等名: International Symposium on Nuclear Physics in Asia
  • 発表場所: Beijing, China(招待講演)
• [学会発表] KEK-RCNP UCN source (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hatanaka
  • 学会等名: International Workshop on UCN and Fundamental Neutron Physics UCN2010
  • 発表場所: Osaka(招待講演)
• [学会発表] nEDM at KEK-RCNP-TRIUMF (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda
  • 学会等名: International Workshop on UCN and Fundamental Neutron Physics UCN2010
  • 発表場所: Osaka(招待講演)
• [学会発表] KEK/TRIUMF Superthermal UCN Source(Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: Research Opportunities with Ultracold Neutrons in the US
  • 発表場所: Santa Fe, New Mexico
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] Measurement of UCN Energy Spectrum of He-II Spallation UCN source (2009)
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa Hawaii
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] UCN for Testing Fundamental Symmetries (Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa Hawaii
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] He-II UCN source in Japan and Canada (Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 畑中吉治
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa Hawaii
  • 年月日: 2009-10-13
• [学会発表] UCN n-EDM experimental developments at RCNP (Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan
  • 発表場所: Waikoloa Hawaii
  • 年月日: 2009-10-13
• [学会発表] RCNPにおける超冷中性子発生の現状と目指す物理(Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] TRIUMFにおける超冷中性子源計画(Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] A new He-II spallation UCN source (Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: The 7-th International Workshop "Ultra Cold & Cold Neutrons. Physics & Sources"
  • 発表場所: St.Petersburg
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] Neutron EDM measurement at Osaka (Invited talk) (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: The 7-th International Workshop "Ultra Cold & Cold Neutrons.Physics & Sources"
  • 発表場所: St.Petersburg
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] A nEDM measurement by using a spallation UCN source of He-II
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: PSI2013
  • 発表場所: ポールシェラー研究所（スイス）
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron EDM
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: 物理学会シンポジウム
  • 発表場所: 高知大学
  • 招待講演
• [学会発表] Ultra cold neutron
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: KEK-TRIUMF symposium
  • 発表場所: Vancouver (Canada)
  • 招待講演
• [学会発表] 超冷中性子とEDM
  • 著者名/発表者名: 増田康博
  • 学会等名: 杉本記念シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] 超流動ヘリウムを用いた次世代超冷中性子源の開発VI
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 超流動ヘリウムを用いた次世代超冷中性子源の開発VII
  • 著者名/発表者名: 川崎真介
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 中性子EDM測定のための一様磁場の開発
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 中性子EDM測定のための一様磁場の開発(2)
  • 著者名/発表者名: 松多健策
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 中性子EDM測定のための129Xe核スピン磁束計の開発III
  • 著者名/発表者名: 三原基嗣
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 中性子EDM測定のための129Xe核スピン磁束計の開発IV
  • 著者名/発表者名: 三原基嗣
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] UCNによるラムゼー共鳴の観測(7)
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 偏極超冷中性子の生成とラムゼー共鳴
  • 著者名/発表者名: 松宮亮平
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [備考] 超冷中性子を用いた時間反転不変性の検証 ホームページ
  • URL: http://fnp.kek.jp/
• [備考] 超冷中性子を用いた時間反転不変性の検証
• [備考]
  • URL: http://fnp.kek.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.kek.jp/jn/NewsRoom/Release/2011111600000/
• [備考]
  • URL: http://fnp.kek.jp/
• [備考]
  • URL: http://kokusai.kek.jp/agreement/multilateral/index.html
• [産業財産権] 希ガス封入用容器及び当該容器を用いた希ガス原子核の偏極方法 (2011)
  • 発明者名: 増田康博
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 取得年月日: 2011-09-30
• [産業財産権] Vessel for rare gas filling, and method for polarization of rare gas atomic nucleus using said vessel (2010)
  • 発明者名: Yasuhiro Masuda
  • 権利者名: High Energy Accelerator Research Organization
  • 取得年月日: 2010-06-15
  • 外国