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低速中性子散乱実験施設を用いた未知の弱結合スカラー粒子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 25870160
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
量子ビーム科学
研究機関東京大学

研究代表者

神谷 好郎  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (90434323)

研究協力者 駒宮 幸男  東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (80126060)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード未知粒子探索 / 重力相互作用の検証 / 中性子ビーム / 2次元散乱分布測定 / キセノン原子ガス / 新粒子探索 / 重力 / 短距離力 / 冷中性子 / キセノン / 素粒子実験 / 重力に準ずる相互作用 / 時空構造 / 小角度中性子散乱 / 湯川型散乱ポテンシャル / 高純度ガス / 微小重力
研究成果の概要

冷中性子ビームとキセノン原子ガスの散乱角度分布を精密に測定することで、結合が弱く、まだ実験的に見付かっていない新しいスカラー粒子の探索を行った。実験は低速中性子散乱実験施設の冷中性子ビームを用い、約72時間の間散乱ターゲットに照射して、約1千万回に及ぶ散乱事象を取得した。実験結果を調べたところ、測定された散乱分布は既知の相互作用で十分に説明できるもので、未知粒子の兆候は確認されなかった。本実験の探索感度は、40ピコメートルから4ナノメートルのスケールにおいては、これまで行われてきたどの実験に比べても優れており、その結果として、未知粒子に対して世界で最も強い制限を付けることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] Kyungpook National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Constraints on New Gravitylike Forces in the Nanometer Range2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, K. Itagaki, M. Tani, G. N. Kim, and S. Komamiya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 114 号: 16 ページ: 161101-161101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.114.161101

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Search for Non-Newtonian Force in a Precision Measurement of the Scattering of Slow Neutrons in Xenon Gas2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya, Misato Tani, Sachio Komamiya, Guinyun Kim, and Kyungsuk Kim
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.013017

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental Constraints on New Gravity-like Forces in the Nanometer Range2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      International Conference on Gravitation and Cosmology
    • 発表場所
      Mohali, India
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Constraints on Fifth Force Candidates in the Nanometer Range2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      The 25th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for new gravity-like short-range forces in neutron-Xe scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      8th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子散乱を用いた重力に準ずる未知相互作用の探索2015

    • 著者名/発表者名
      神谷好郎
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Search for New Gravity-like Forces at the 40 m SANS Beam Line at the HANARO Research Reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya
    • 学会等名
      International HANARO Symposium 2015 / KAERI-JAEA Seminar & IAEA Workshop
    • 発表場所
      Daejeon (Korea)
    • 年月日
      2015-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for New Gravitylike Forces at the HANARO 40 m SANS Beam Line2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      HANARO SYMPOSIUM 2015
    • 発表場所
      Deajeon, Korea
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低速中性子散乱を用いた未知短距離力の探索実験2015

    • 著者名/発表者名
      笹山悦宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 (東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A search for gravity-like short-range forces in a precision measurement of neutron scattering in Xenon gas2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya, Sachio Komamiya, Guinyun Kim, Misato Tani, Keita Itagaki and Kyungsuk Kim
    • 学会等名
      GRANIT2014 "Quantum gravitational spectroscopy with ultracold systems"
    • 発表場所
      Ecole de Physique des Houches, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 低速中性子散乱による質量と結合した新しい相互作用の探索2014

    • 著者名/発表者名
      板垣景大、駒宮幸男、神谷好郎、谷美慧、Guinyun Kim, and Kyungsuk Kim
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A Search for Non-Newtonian Force in a Precision Measurement of the Scattering of Slow Neutrons in Xenon Gas2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya, Misato Tani, Sachio Komamiya, Guinyun Kim, and Kyungsuk Kim
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS
    • 発表場所
      International Conference Hall, Makuhari Messe Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 重力に準ずる未知の相互作用の探索

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2015/20.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Hunt for new gravity-like interactions

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/en/utokyo-research/research-news/hunt-for-new-gravity-like-interaction.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 重力に準ずる未知の相互作用の探索 -時空構造を知る手がかりを求めて-

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/hunt-for-new-gravity-like-interaction.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Publications

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~kamiya/contents/Publications.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] プレスリリース:重力に準ずる未知の相互作用の探索

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/5863/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究者のホームページ

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~kamiya/indexj.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 重力場による量子効果、non-Newtonian forces

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~kamiya/contents/Gravityj.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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