• 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

重力波が電子スピンに及ぼす影響とその重力波観測への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21J00162
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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 (2022)
東京工業大学 (2021)

研究代表者

伊藤 飛鳥  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 量子場計測システム国際拠点, 研究員

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード重力波 / マグノン / 準安定真空 / アクシオン / g因子と重力効果 / 磁気モーメントと重力効果 / アクシオンダークマター
研究開始時の研究の概要

現在、広い周波数帯にわたって重力波の存在が予言されているが、現存する重力波観測器では観測可能な周波数帯が限られている。そこで、観測可能周波数帯を拡張するためにも、新しい重力波観測の方法とその定量的な検出理論の構築が求められる。
本研究の目的は、重力波と電子スピンの相互作用を利用した新しい重力波観測の方法を構築することであり、想定されるターゲット周波数は、高周波数帯(MHz~GHz)、あるいは低周波数帯(nHz~μHz)である。
さらに、構築された検出理論の応用として、重力波の偏光観測による修正重力理論の検証法確立を目指す。

研究実績の概要

今年度は、磁場下に置かれた電子スピン(マグノン)を用いた重力波の検出理論を構築した。重力波探索に特化したマグノン実験のセットアップを明らかにするために、Fermi normal coordinateに現れる無限の高次項を厳密に取り扱い、定式化した。結果、将来的にマグノンを用いた重力波探索の感度を飛躍的に上昇させ ることが可能であることを理論的に示した。研究成果は論文としてアーカイブに投稿済みである。[Asuka Ito, Jiro Soda, "Exploring High Frequency Gravitational Waves with Magnons," arXiv:2212.04094 [gr-qc].]

また、準安定真空による超対称性の破れに伴う第一種相転が予言する重力波について研究した。結果、DECIGOやLISAといった重力波干渉計を用いて超対称性の破 れのメカニズムを検証し得ることを示した。[Chong-Sun Chu, Asuka Ito, "Gravitational Waves in Metastable Supersymmetry Breaking," Phys.Rev.D 105 (2022) 12, 12, arXiv:2201.11323 [hep-th].]

アクシオンダークマター中を伝播する光や、重力レンズにおいて、見かけ上の超光速性があらわれることが知られていた。 これらの物理が何を意味するのか解明するための第一歩として、IRの物理と伝播速度の関係性について研究した。[Asuka Ito, Teruaki Suyama, "Superluminal propagation from IR physics," Phys.Rev.D 107 (2023) 1, 1, arXiv:2210.15213 [hep-th].]

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Superluminal propagation from IR physics2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Asuka、Suyama Teruaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.016011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravitational waves in metastable supersymmetry breaking2022

    • 著者名/発表者名
      Chu Chong-Sun、Ito Asuka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.123538

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Axion search with quantum nondemolition detection of magnons2022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ikeda, Asuka Ito, Kentaro Miuchi, Jiro Soda, Hisaya Kurashige, Yutaka Shikano
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inertial and gravitational effects on a geonium atom2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Asuka
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 38 号: 19 ページ: 195015-195015

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ac1be9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmic no-hair conjecture and inflation with an SU(3) gauge field2021

    • 著者名/発表者名
      Gao Pengyuan、Takahashi Kazufumi、Ito Asuka、Soda Jiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 10 ページ: 103526-103526

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.103526

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Magnon gravitational wave detector2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤飛鳥
    • 学会等名
      CosPA (Cosmology and Particle Astrophysics)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the propagation speed of photons in axion dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤飛鳥
    • 学会等名
      Frontiers in Gravity and Fundamental Physics (YU Workshop 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子/ミューオンのg因子測定における地球重力の効果2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤飛鳥
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Searching for axion dark matter with magnons2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤飛鳥
    • 学会等名
      PASCOS (Particles, Strings and Cosmology)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マグノンで探る高周波数帯重力波2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      素粒子と重力波
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Probing gravitational waves with graviton-magnon resonance2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      Physics Opportunities at 100-500 MHz Haloscopes
    • 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] Gravitational effects on electron/muon g-2 measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      2022 Winter NRF-JSPS Workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • 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] Searching for axion dark matter/gravitational waves with magnons2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      6th KEK-PH + 2nd KEK-COSMO joint mini-workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing GHz gravitational waves with magnons2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      SUSY2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Earth's gravity on electron (muon) g-2 measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      The 31th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Earth's gravity on electron (muon) g-2 measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      2022 Annual taiwan interdisciplinary theorists winter retreat workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Axion dark matter search with magnons2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      2021 NRF-JSPS Workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • 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] Axion dark matter search with magnons2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      Workshop on Very Light Dark Matter 2021
    • 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] Axion dark matter search with magnons2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ito
    • 学会等名
      International Joint Workshop on the SM and Beyond
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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