| 研究課題/領域番号 |
23K20851
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01096 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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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 | 立教大学 |
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研究代表者 |
村田 次郎 立教大学, 理学部, 教授 (50360649)
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| 研究分担者 |
Zeidler Simon 立教大学, 理学部, 助教 (80773598)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 重力 / 逆二乗則 / 余剰次元 / 近距離重力実験 / 対称性 / 近距離重力 / 逆二乗測 / 重力の量子化 / ローレンツ対称性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
万有引力の法則は近代物理学の出発点であると同時に、現代でも実験検証が困難な法則である。とりわけ、ミクロン以下の超近距離では重力が存在するかどうかもわかっていない。近距離での力の法則を支配する量子論の枠組みは、重力に関しては機能しない事も現代物理学の大問題であり、本研究は実験的にこの問題に取り組むものである。
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| 研究実績の概要 |
重力の決定的な弱さの謎、量子化の困難に突破口を与えうる実験的兆候を探すべく、主にミクロンスケールにおける重力の逆二乗則の検証実験を進めた。前年度までにNewton-Vを改良し、特に重力源とセンサーである50ミクロンのワイヤーを接近させる事に成功した。これにより近距離における逆二乗則検証の精度が大幅に高まり、未検証領域まであと1桁に迫るところまで検証精度を高めることに成功した。検証精度のボトルネックとなっていたアトラクターの軸ブレに対し、測定方法を工夫する事でこの影響を抑制する事が出来た。
また、ワイヤーカンチレバーの位置測定に関して、レーザー干渉型変位計の感度が10倍高いものを新たに導入し、センサー由来の分解能の悪化要因を抑える事が出来た。これによって現在、測定のボトルネックは軸ぶれ、センサー分解能を抑えた結果、地面振動が支配的となった。これを考慮し、池袋での地面振動環境が原因である事から、横須賀、松代、神岡にて地面振動レベルの測定と、実際のワイヤーカンチレバーの振動をレーザー干渉型変位計を用いて実測した。結果として振動レベルを1桁下げられる事が判明した。これを受けて、次年度は装置の小型化の後に移設作業を行う予定である。
また、余剰次元と並んで重力の量子化のもう一方の突破口であるローレンツ対称性の検証実験も原理検証の後に、本番のデータ収集を行う事が出来た。得られたデータは現在、解析中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画の通り、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
Newton-V本体を小型化して、松代への移設作業を行う。また、それと並行してワイヤーのバネ定数の評価方法を、計算から実測へと変更する。その為の校正測定装置一式を設計してこれを実装する。ローレンツ対称性の検証は物理測定が完了しており、物理解析を進めて結果を公表する。
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