高感度原子磁力計による中性子セクターにおけるアクシオン探索

• 研究領域: 極稀事象で探る宇宙物質の起源と進化：新たな宇宙物質観創生のフロンティア
• 研究課題/領域番号: 25H02182
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 樋口 嵩 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (90843772)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2025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: 素粒子物理学 / CP対称性の破れ / アクシオン / 暗黒物質 / 原子磁力計

研究開始時の研究の概要

本研究では、高感度原子磁力計により、原子核スピンとの結合から超低質量領域でアクシオンを探索する新手法を提案し、中性子セクターにおいて広範囲の超低質量領域で世界最高感度のアクシオン探索を行う。アクシオンは有力な暗黒物質の候補としてこれまで様々な手法で探索が行われてきたが、未だにその兆候は発見されていない。既存のアクシオン探索実験の多くは、光子-アクシオン結合を探索するものであるのに対し、本研究では、アクシオンが擬スカラー粒子であり、核子スピンと結合して擬磁場を生じることに着目し、高感度共存原子磁力計を使って、アクシオン-中性子結合を探索する。