| 研究領域 | ニュートリノで拓く素粒子と宇宙 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05107
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
平木 貴宏 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (40791223)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ニュートリノ / 原子・分子 / レーザー / 原子・分子物理 / レーザー分光 / キセノン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の最終目標は、ニュートリノに関する未知のパラメータを、原子・分子の脱励起過程を用い包括的に決定することである。具体的には、ニュートリノ対と光子を放出する過程の光子エネルギースペクトルを測定する。非常に稀な過程であるRENP を観測するためには脱励起レートの増幅が必須となるが、本研究ではレーザーによる原子・分子にコヒーレンス（重ね合わせ状態）生成を用いてその観測を目指す。しかし、現状レート増幅原理の実験的詳細は不十分で、RENP過程に応用するためには原理の実験的検証を様々な形で行うことが重要である。本研究期間ではキセノンガスを用いた二光子・三光子過程のレート増幅実験を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究の最終目標は、ニュートリノに関する未知のパラメータを、原子・分子の脱励起過程を用い包括的に決定することである。具体的には、ニュートリノ対と光子を放出する過程（RENP）の光子エネルギースペクトルを詳細に調べることにより、ニュートリノ質量の絶対値の測定やニュートリノの素粒子的性質の決定（Dirac 粒子かMajorana 粒子か）を目指す。非常に稀な過程であるRENP を観測するためには脱励起レートの増幅が必須となるが、本研究ではレーザーにより原子・分子にコヒーレンス（基底状態・励起状態の重ね合わせ状態）を生成し、放出レートを増幅することでその観測を目指す。レート増幅原理の実験的詳細はよく分かっていないため、RENP過程に応用するためには原理の実験的検証を様々な形で行うことが重要である。本研究ではキセノンガスを用いた二光子・三光子過程のレート増幅実験を試みた。具体的にはキセノン気体の基底状態(5p)から励起状態(6s)にE1×M1(E2)二光子過程による波長298nmの同色二光子パルスレーザーで励起してコヒーレンスを生成する。コヒーレンスの大きさは励起状態に励起された原子数を波長895nmのレーザーで別の準位に励起し、その準位からの脱励起光を測定することで評価した。
本研究ではコヒーレンスの生成に成功したが、生成されたコヒーレンスの大きさはMaxwell-Bloch方程式を用いた数値シミュレーションにより推定されるコヒーレンスより数10倍小さいため、脱励起光の観測が難しいことが分かった。
今後は高いコヒーレンスの生成が期待できる固体結晶標的を用いてレート増幅原理の実証研究を進める予定である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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