ニュートリノ質量分光に向けた、対向型二光子放出増幅の実現

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14292
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 増田 孝彦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (90733543)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ニュートリノ / パラ水素 / コヒーレント増幅

研究成果の概要

狭線幅中赤外パルスレーザーを用いてパラ水素ガス標的を対向パルスレーザーで第一振動励起準位に励起し、そこからのコヒーレント増幅された対向二光子放出の観測に成功した。
数値計算では対向型励起放出の時間空間発展を解くため、Method of Lines法を用いた空間1次元時間一次元のMaxwell-Bloch方程式を実装した。
実験結果と計算結果は定性的によく一致しており、対向二光子放出現象をよく理解できていると考えられる。特に強度依存性、離調依存性、圧力依存性などを比較し、定性的によく一致していることが示された。

自由記述の分野

素粒子・原子核・原子

研究成果の学術的意義や社会的意義

素粒子物理学の中でもニュートリノは未知の性質が多く残されている。特にその基本的性質である質量が未確定なのは特筆に値する。本研究は、従来の原子核崩壊を使った手法ではなく、原子を用いた高分解能測定によってニュートリノの質量を確認するという「ニュートリノ質量分光」実験のための基礎研究である。理論と矛盾しない実験結果が示され、数値計算による定量的定性的な理解も進めることができた。これにより将来のニュートリノ質量分光実験に近づいたと言える成果である。