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遮蔽効果を有する新しいスカラー場の探索実験

公募研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 18H04343
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード素粒子実験 / 未知粒子探索 / 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 / キセノン / 高密度ガス / 未知短距離力 / 新粒子探索 / 中性子 / 遮蔽効果 / ダークエネルギー
研究実績の概要

本研究の目的は、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し、既知の散乱過程による分布からのずれを評価することで、遮蔽効果を有する新しいスカラー場を探索することである。これまで、上記実験手法による未知相互作用の探索実験を進めてきており、1 nm の到達距離を持つ湯川型の相互作用に対して世界最高感度での探索実験を行ってきた。本実験では、その手法を踏襲しながら、カメレオン場と呼ばれるようなスカラー場を探索対象として実験の最適化を目指す。

当該年度においては、先に取得した実験データに対し、キセノンガス圧の変化による実験感度への影響を詳細に評価に入れた解析手法を開発し、カメレオン場に対する感度を求めた。本研究中に原子干渉計を用いた実験から新しい結果の報告があり、本手法による結果はそれを越えるまでには至らなかった。感度を制限しているポイントについて整理改善を試みている。

通常の湯川型ポテンシャルに対する制限としては、数nmのレンジの新しい力に対して感度の向上に成功した。また、レプトン数あるいはバリオン数に対して異なる結合を見せるようなモデルについて、本スケールにおいて初めての制限を与えた。この結果は、第14回 Asia-Pacific Physics Conference において報告を行った。プロシーディングスの審査も通り、AIP(American Institute of Physics) Conference Proceedings に掲載される予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Interactions in the Nanometer Range2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya
    • 学会等名
      22nd International Conference on General Relativity and Gravity - GR22
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Testing the Weak Equivalence Principle using Gravitationally Bound Quantum States of Ultracold Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kamiya and Sachio Komamiya
    • 学会等名
      Physics of fundamental Symmetries and Interactions - PSI2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for New Gravity-like Forces at the 40 m SANS Beam Line of the HANARO Research Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      G. N. Kim, Y. Kamiya, Y. Sasayama, M. Tani, and S. Komamiya
    • 学会等名
      3rd Aisa-Oseania Conference on Neutron Scattering 2019 - AOCNS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for Non-Newtonian Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Cubitt, K. Itagaki, G.N. Kim, S. Komamiya, L. Porcar, Y. Sasayama, M. Tani, and O. Zimmer
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference - APPC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Interactions using Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for New Gravity-like Short-range Interactions using Slow Neutrons Beams2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • 学会等名
      The 11th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Search for New Gravity-like Forces in the Nanometer Scale with Slow Neutrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, Y. Sasayama, K. Itagaki, M. Tani, S. Komamiya, GN. Kim
    • 学会等名
      Testing Gravity 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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