| 研究課題/領域番号 |
09102010
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松木 征史 京都大学, 化学研究所, 助教授 (50037941)
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| 研究分担者 |
舟橋 春彦 京都大学, 理学研究科, 助手 (00283581)
山本 克治 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90191395)
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| キーワード | 宇宙 / ダークマター / アクシオン / リドベルグ原子 / マイクロ波検出 / マイクロ波共振空胴 |
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| 研究概要 |
本研究の主課題であるアクシオン探索をより効率的に実施できるように、以下のような研究を行った。
1)高励起リドベルグ原子の電場中での準位変化の精密測定。従来は、電場中での準位変化(シュタルクシフト)はその主量子数依存性が7乗則に従うものとして仮定し、低い準位での測定値を基にして高励起状態における値を求めていたが、これを実際に多くの準位について測定し、系統的な変化を実験的に調べた。この結果、主量子数依存性は7乗則にほぼ従うが、探索実験に実際に使う主量子数領域によっては、より高次(4次)の電場依存性を考慮する必要があることが分かった。特に、主量子数が120を越えるとこの効果を考慮する必要がある。以上のことを考慮して、探索に際して必要なリドベルグ原子の遷移周波数調整を行っている。
2)本探索は、極低温(10mK領域)に設置した共振空胴中にリドベルグ原子を導入して行われているが、レーザーでリドベルグ原子を励起・生成する空間に大きな浮遊電場が存在すると、アクシオン転換光子を吸収した原子のみを選択的にイオン化・検出することが困難となる。極低温中で長時間探索実験を続行していると、励起空間の電極に不純物が付着して浮遊電場が生じてくることがある。これを避ける為の工夫として、真空ポンプ系に窒素トラップを従来よりも多く設置し、また電極をベーキング可能なようにした。この効果は大きく、浮遊電場の増大は以前に較べて小さくなっている。
以上のような装置系の改善と効率化を行いながら、アクシオン探索実験をさらに重い質量領域へと延長している。
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