• 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

Electron electric dipole moment search by using polarized ultracold molecule s

研究課題

研究課題/領域番号 23K20858
補助金の研究課題番号 21H01113 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
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
研究機関岡山大学

研究代表者

DOYLE JOHN  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 客員教授 (50870432)

研究分担者 吉村 浩司  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50272464)
増田 孝彦  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任准教授 (90733543)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
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)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードelectric dipole moment / buffer gas cooling / thorium oxide
研究開始時の研究の概要

One of the biggest problems of current particle physics is the baryonic asymmetry in the universe. The standard model of particle physics cannot explain the baryonic asymmetry quantitatively, and an unknown CP-violating phase is needed to explain it.
A heavy new elementary particle called SUSY is one of the possible candidates to violate the CP symmetry. The permanent electric dipole moment of an electron is a good probe to search for the existence of such particles. This research aims to measure the permanent electric dipole moment of an electron to solve the problem.

研究実績の概要

In FY2022, the big laser port window whose diameter is 160 mm was developed. The window was required to have small enough stress-induced birefringence to maintain the laser polarization. We adopted SF57HTultra as a window material and confirmed that it satisfies the requirement. For the confirmation, the Co-I and his graduate student built a laser polarization measurement setup at Okayama university. It consists of ECDL (External cavity diode laser) and a vacuum chamber. The SF57HTultra was set as the vacuum window to measure the stress-induced birefringence due to the atmospheric pressure.
A vacuum leak problem in the photodetector that was identified at the end of FY2022. In FY2023 first, the leak was addressed. The vacuum window was found to be the leak point. Since there was no problem during prototyping and immediately after mass production, the leak was thought to be caused by aging deterioration. The original design used a square vacuum window sealed with adhesive, but this was changed to a circular window sealed with an O-ring. We have confirmed that the modified photodetectors do not have vacuum leak and the reliability has been improved. The modified 10 detectors are already installed in FY2023.

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

We have confirmed that SF57HTultra is a good material for the big laser port which is required to be low stress-induced birefringence. The windows will be installed.
Even though the photodetectors produced in the first cycle were found to have vacuum imperfections, we have addressed that problem in FY2023. It did not delay the entire project; therefore, we think this project is progressing rather smoothly.

今後の研究の推進方策

The experimental apparatus construction that was started in the middle of 2022 has been almost settled down in 2023. Some of the apparatus, such as magnetic shields and coils which are prepared by the collaborators are still under investigation, but many parts are ready for the pilot run which aims to check possible systematic uncertainty sources before the physics run.
The PI is responsible for the thorium-monoxide buffer gas beam source as well as managing the entire project. The main issue would be the stability of the beam. The Co-Is are mainly responsible for the detector operation and data acquisition system. The Co-I will visit the experimental site in the US several times to manage the detectors and the data acquisition system. Also, he will prepare a remote control and monitoring system to operate the systems from Japan to experiment smoothly.

報告書

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

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Harvard University/Northwestern University/The university of Chicago(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Harvard University/Northwestern University/The university of Chicago(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] SiPM module for the ACME III electron EDM search2023

    • 著者名/発表者名
      Hiramoto A.、Masuda T.、Ang D.G.、Meisenhelder C.、Panda C.、Sasao N.、Uetake S.、Wu X.、Demille D.、Doyle J.M.、Gabrielse G.、Yoshimura K.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1045 ページ: 167513-167513

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167513

    • 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] High-sensitivity low-noise photodetector using a large-area silicon photomultiplier2023

    • 著者名/発表者名
      Masuda Takahiko、Hiramoto Ayami、Ang Daniel G.、Meisenhelder Cole、Panda Cristian D.、Sasao Noboru、Uetake Satoshi、Wu Xing、DeMille David P.、Doyle John M.、Gabrielse Gerald、Yoshimura Koji
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 31 号: 2 ページ: 1943-1943

    • DOI

      10.1364/oe.475109

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] ACME III: electron EDM search using cold ThO molecular beam2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Masuda
    • 学会等名
      KMI workshop: Searches for Electric Dipole Moments: from theory to experiment
    • 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] Silicon photomultiplier embedded photodetector for ACME III2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Masuda
    • 学会等名
      27th International Conference on Atomic Physics (ICAP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Silicon photomultiplier module as a photon detector for ACME III Electron EDM search2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiko MASUDA
    • 学会等名
      DAMOP2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷却原子・分子で探るバリオジェネシス2021

    • 著者名/発表者名
      増田孝彦
    • 学会等名
      日本物理学会2021秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ACME実験のためのSiPMモジュールの開発2021

    • 著者名/発表者名
      平本綾美
    • 学会等名
      日本物理学会2021秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電子EDM2021

    • 著者名/発表者名
      増田孝彦
    • 学会等名
      S型課題研究会サテライト
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ACME実験におけるSiPMモジュールの開発および量産状況2021

    • 著者名/発表者名
      平本綾美
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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