| 研究課題/領域番号 |
21H01092
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
北口 雅暁 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (90397571)
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| 研究分担者 |
細畠 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00733411)
日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70314292)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 中性子 / 干渉計 / 暗黒エネルギー / 原子核 / 中性子干渉計 / パルス中性子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
「中性子干渉計」を開発し宇宙進化の鍵である「暗黒エネルギー」を多角的に研究する。質量を持つ物体間の未知の相互作用を詳細に調べるために、質量を持ち電磁気相互作用が小さい中性子を試験粒子として用いる。
中性子干渉計は相互作用を波動の位相変化として捉えるもので、その位相変化は波長に比例する。長波長パルス中性子を用いることで感度を向上させ系統誤差を抑制する。J-PARCから得られる世界最大強度の中性子ビームと組み合わせることで、暗黒エネルギーに対する探索感度を従来の1桁から2桁向上させる。開発した干渉計を用いて、核力相互作用の精密測定・重力の量子力学的干渉効果、未知短距離力探索などを行う。
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| 研究成果の概要 |
宇宙の加速膨張の力の源「ダークエネルギー」を研究するために、低エネルギー中性子波動の干渉現象を用いて未知の相互作用を探索したい。中性子多層膜反射鏡を用いた冷中性子干渉計を開発し、大強度パルス中性子ビームに導入した。飛行時間法によって波長に対する干渉縞を取得することができる。短時間測定の繰り返しによって系統的不確かさを抑制できる。実証実験を行い論文・プレスリリースとして公表した。原子核の中性子散乱長の精密測定を開始し、従来型の干渉計と同等以上の測定精度を達成した。暗黒エネルギー探索のための装置を開発し、準備実験を行なった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
中性子干渉計を高度化した。原子核の中性子散乱長を高精度にかつ効率よく測定できることを実証した。今後様々な原子核について網羅的に測定する計画である。原子核の散乱長は物質研究を含め中性子を用いる実験の基礎であり、そのデータセットの高度化は重要である。中性子干渉計構築には光学素子を10ナノメートルのオーダーで配置しなければならない。本研究では精密光学素子と超精密加工によってこれを達成した。この手法は様々な中性子実験装置の高度化に貢献する。
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