重力による超冷中性子の量子効果の測定のための分解能数十ナノメートルの検出器の開発

• 研究課題/領域番号: 26800132
• 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
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 長縄 直崇 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 研究員 (60402434)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 中性子検出器 / 高分解能 / 原子核乾板 / 重力 / 超冷中性子 / 中性子 / 量子効果 / 短距離力

研究成果の概要

重力の逆二乗則および等価原理の検証に向け、地球重力場中で量子化した超冷中性子の位置分布の測定のための極めて高い位置分解能を持つ中性子検出器の開発を行って来た。
LiNO3を微粒子原子核乳剤中に添加した検出器を試作し、熱・冷中性子を照射し、6Liによる中性子吸収反応を実際に確認できた。位置分解能は既存の検出器よりも一桁近く良い約0.5μmと判明した。そして期待した検出効率が得られた。
次に10nmの10B膜に微粒子原子核乳剤を塗布した検出器を試作した。この検出器では原理的に数10nmの位置分解能が得られる。試作した検出器に冷中性子を照射し、実際に吸収反応を確認した。現在10B膜の安定化を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] 高位置分解能超冷中性子検出器の開発 (特集 見えてきた原子核乾板活用の世界) (2015)
  • 著者名/発表者名: 長縄直崇
  • 雑誌名: 日本写真学会誌 巻: 78 (4) ページ: 239-242
• [学会発表] Development of High Position Resolution Neutron Detector Using Nuclear Emulsion (2016)
  • 著者名/発表者名: Naotaka Naganawa
  • 学会等名: International Workshop: Probing Fundamental Symmetries and Interactions with UCN
  • 発表場所: Waldthausen Castle and JGU, Mainz, Germany
  • 年月日: 2016-04-12
  • 国際学会
• [学会発表] Development of High Position Resolution Ultra-cold Neutron Detector by Using Nuclear Emulsion (2015)
  • 著者名/発表者名: Naotaka Naganawa
  • 学会等名: ISETS '15
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] 超微粒子原子核乳剤を用いた高分解能冷／超冷中性子検出器の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長縄直崇, 粟野章吾, 梅本篤宏, 河原宏晃, 北口雅曉, 広田克也, 市川豪, 清水裕彦, 三島賢二, 日野正裕, 中竜大, 浅田貴志, 桂川貴義, 白石卓也, 吉本雅浩, 古屋駿二, 待井翔吾, 森島邦博, 中村光廣
  • 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
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 超微粒子原子核乾板を用いた高分解能冷／超冷中性子検出器の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長縄直崇
  • 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
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 超微粒子原子核乳剤を用いた高分解能の超冷中性子検出器の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長縄直崇
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18