| 研究課題/領域番号 |
09102010
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| 研究種目 |
特別推進研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
物理系
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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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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2002
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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 / マイクロ波共振空洞 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、宇宙の物質密度の大部分を占めていることが分かっている暗黒物質、いわゆるダークマターの最有力候補である素粒子アクシオンを、現在予想される質量の広い範囲にわたって探索することである。強磁場下のマイクロ波共振空洞中でアクシオンを光子に転換し、転換されて発生する光子をリドベルグ原子を用いて検出ずることにより、アクシオンを探索する。予想されている転換光子の数は、1秒間に約1個程度である。以上の我々独自の方法によるアクシオン探索装置を設計・建設し、探索実験を行っている。アクシオンの質量は未知なので、広い範囲の質量領域を探索することが重要であるが、本探索装置には大型の超伝導磁石を設置しており、十分広い質量範囲の探索が出来る。質量領域10μeV近辺について、探索を中心質量の8%の範囲について行い、アクシオンと光子の結合定数の従来にない上限値を得ている。さらに軽い質量領域で探索を進めているが、探索実験と平行して、装置について多くの改良を行い、探索実験の効率を向上させた。特に、1)空洞の冷却温度をさらに下げる、2)選択的フィールドイオン化の選択性を上げる、3)空洞中や励起生成場所における浮遊電場を小さく抑える、などを行った。このような多くの改良により、探索装置の性能は大きく向上し、探索の効率は大幅に上昇している。今後さらに装置の改良を行いながら、2μeV〜50μeVの領域を順次探索していく予定である。
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