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宇宙におけるダークマターの有力候補素粒子アクシオンを、その質量の広い範囲に渡って一括して同時に探索する方法を開発する。この目的達成のために、リドベルグ原子の直接光イオン化過程を利用する。まず時間的・空間的にバンチ化したアルカリ原子基底状態ビームを、レーザー冷却・圧縮・加速過程により生成し、その後２段階レーザー励起によりバンチ化したリドベルグ原子を生成する。極低温に冷却した金属容器内にこのリドベルグ原子ビームを導入し、高磁場中でアクシオンが転換されて発生した光子を吸収してイオン化（光イオン化過程）されることにより、生成される電子を検出する。光イオン化の特性から、広い質量領域に渡ってイオン化が可能であり、従ってアクシオンを一括して探索することが可能になる。
現在までに、詳しいシミュレーション計算を基に設計したバンチ化装置を超高真空系を用いて製作し、その特性・性能を詳しく評価している。レーザーによる原子ビームの圧縮・原子ビームの一定速度への加速・その後の回転ディスクによる速度選別の各過程の性能達成が重要であり、当初の目標に合った原子ビームを得つつある。さらに、高輝度のバンチ化原子ビームを用いた上に、イオンと電子の同時計測を行うことで探索実験の効率を上げることを目指している。
超高真空系によりバンチ化した原子ビーム生成装置を製作し、高輝度バンチ化原子ビームの生成に必要な磁場の発生・その特性測定や、超高真空の達成は完了している。次に、半導体レーザー系を用いて、原子ビームの横方向圧縮、原子源からの連続速度分布を持つ原子の一定速度までの加速、その後の横方向再圧縮と、速度選別回転ディスクによるバンチ化を行って、バンチ化ビームを生成し、現在その性能を評価している段階である。
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