ニュートリノ質量測定のための、水素ガスからの二光子対超放射の制御方法開発

• 研究課題/領域番号: 26887026
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 増田 孝彦 岡山大学, 極限量子研究コア, 助教 (90733543)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 二光子放出 / ニュートリノ / パラ水素 / レーザー分光 / 非線形光学

研究成果の概要

原子を用いたニュートリノ質量測定を目指し、原理実証の一つである、外部トリガによって誘導されたコヒーレントな二光子放出を観測した。実験では78Kに冷却した60kPaのパラ水素ガスに532nm, 684nm, 4587nmの3色のパルスレーザーを入射し、二光子放出の信号である5048nmを観測する方法を用いた。検出信号強度は自然放出に比べ10の18乗以上の増幅を示した。レーザーパワー依存性や時間依存性などを検証し、数値計算による定性的な理解が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Rate amplification of the two photon emission from para-hydrogen toward the neutrino mass measurement (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Masuda, Hideaki Hara, Yuki Miyamoto, Susumu Kuma, Itsuo Nakano, Chiaki Ohae, Noboru Sasao, Minoru Tanaka, Satoshi Uetake, Akihiro Yoshimi, Koji Yoshimura, Motohiko Yoshimura
  • 雑誌名: Hyperfine Interactions 巻: 236 号: 1-3 ページ: 73-77
  • DOI: 10.1007/s10751-015-1177-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Externally triggered coherent two-photon emission from hydrogen molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, H. Hara, T. Masuda, N. Sasao, M. Tanaka, S. Uetake, A. Yoshimi, K. Yoshimura, M. Yoshimura
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 081C01 号: 8 ページ: 081C01-081C01
  • DOI: 10.1093/ptep/ptv103
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of coherent two-photon emission from the first vibrationally excited state of hydrogen molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, H. Hara, S. Kuma, T. Masuda, I. Nakano, C. Ohae, N. Sasao, M Tanaka, S. Uetake, A. Yoshimi, K. Yoshimura and M. Yoshimura
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 2014 号: 11 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1093/ptep/ptu152
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] SPAN実験(ニュートリノ質量分光実験)のための対向励起実験の進行状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 増田孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Recent progress of SPAN towards neutrino mass spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Masuda
  • 学会等名: 14th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics
  • 発表場所: Trin, Italy
  • 年月日: 2015-09-07
  • 国際学会
• [学会発表] SPAN(原子を用いたニュートリノ質量分光実験)のためのマクロコヒーレンス増幅機構の詳細研究I (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] ニュートリノ質量分光に向けた、コヒーレンスによる二光子対超放射の観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田孝彦
  • 学会等名: 21st ICEPP Symposium
  • 発表場所: 長野県北安曇郡白馬村 岳美山荘
  • 年月日: 2015-02-09
• [学会発表] Rate amplification of the two photon emission from para-hydrogen toward the neutrino mass measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Masuda
  • 学会等名: The sixth international conference on Trapped Charged Particle and Fundamental Physics (TCP2014)
  • 発表場所: Kagawa International Conference Hall, Takamatsu, Kagawa, Japan
  • 年月日: 2014-12-01