中性子光学による基礎物理学

2009 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 19GS0210
• 研究種目: 学術創成研究費
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 名古屋大学 (2011); 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2007-2010)
• 研究代表者: 清水 裕彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50249900)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 実験核物理 / 素粒子実験 / 物性実験 / 中性子科学 / 中性子光学

研究概要

中性子を用いた基礎物理学における測定精度は、あと1桁から2桁の測定精度の向上が新しい物理の足がかりになると期待されて久しい。しかし、過去半世紀にわたって中性子ビームの強度そのものの伸びは殆ど無いと言って良い。しかし、パルス中性子源強度の100倍の増強がJ-PARCによって間もなく実現する。さらに、最近の中性子光学の飛躍的な発展は、磁気光学による精密なスピン制御や、多層膜干渉計を用いた重力などの研究の道を開いており、増強された中性子源を組み合わせることによって新たな知見に到達できる。これは物質中のナノスケールの秩序状態や低エネルギー励起の精密測定等にも質的な変化をもたらす。中性子光学を基軸として基礎物理学と物質科学の双方において、従来の測定限界を打ち破ることを目指す。
ビーム分岐・集光及び中性子スピン光学を用いた中性子崩壊の高精度測定、多層膜中性子干渉計を用いた地球重力による中性子位相の精密測定、中性子散乱断面積の精密測定による中距離相互作用の精密研究、さらに超冷中性子を用いた電気双極子能率の高精度測定に向けた中性子制御技術の基礎研究を行う。これらの基礎研究の成果は、大強度陽子加速器研究施設(J-PARC)における中性子光学基礎物理ビームライン(NOP)の建設に集約し、その成果を物質研究の手段として応用する。

研究成果

• [雑誌論文] Design of neutron beamline for fundamental physics at J-PARC BL05 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, T. Ino, K. Sakai, H. Sato, H. Ohmori, S. Muto, M. Kitaguchi, H. Funahashi, T.Shima, H. M. Shimizu
  • 雑誌名: Nucl.Instr.&Meth.A 600 ページ: 342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of modulating permanent magnet sextupole lens for focusing of pulsed cold neutrons (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, H. M. Shimizu, T. Ino, S. Muto, K. Sakai, H. Sato
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 2646-2651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly polarized very cold neutrons through a permanent magnet quadrupole (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Taketani, T. Ino, S. Muto, H. M. Shimizu, K. Sakai, H. Sato, M. Kitaguchi
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 2643-2645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Method for enhancing the contrast in a neutron interferometer using magnetic birefringence (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Taketani
  • 雑誌名: Applied Optics 48 ページ: 2027-2036
  • 査読あり
• [学会発表] スピンフリップチョッパーの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹谷薫
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] J-PARCにおける超冷中性子生成のためのドップラーシフターの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今城想平
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] J-PARC中性子基礎物理(BL05:NOP)ビームラインの展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡瑞樹
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] focusing VCN-SANSによる水溶性3 ブロック共重合体(PEO-PPO-PEO)溶液の温度相転移現象の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] 極冷中性子用干渉計の設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木善明
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] 中性子基礎物理(NOP)BL05 における中性子寿命測定 : 測定器の建設 (2010)
  • 著者名/発表者名: 音野瑛俊
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] 中性子基礎物理(NOP)BL05 における中性子寿命測定 : 検出器コミッショニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 生出秀行
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] UCN Transport Optics at J-PARC (2010)
  • 著者名/発表者名: H. M. Shimizu
  • 学会等名: International Conference on Neutron Optics
  • 発表場所: Alpes d'Huez, France
  • 年月日: 20100317-20100319
• [学会発表] A beam line for fundamental physics at J-PARC present status of BL05 : NOP (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Mishima
  • 学会等名: International Conference on Neutron Optics
  • 発表場所: Alpes d'Huez, France
  • 年月日: 20100317-20100319
• [学会発表] A high S/N ratio spin flip chopper system for a pulsed neutron source (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takatani
  • 学会等名: International Conference on Neutron Optics
  • 発表場所: Alpes d'Huez, France
  • 年月日: 20100317-20100319
• [学会発表] Development of thin film neutron focusing lenses (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ino
  • 学会等名: International Conference on Neutron Optics
  • 発表場所: Alpes d'Huez, France
  • 年月日: 20100317-20100319
• [学会発表] Neutron Science at J-PARC (2009)
  • 著者名/発表者名: H. M. Shimizu
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and JPS
  • 発表場所: Waikoala, Hawaii, United States
  • 年月日: 20091012-20091017
• [学会発表] Neutron lifetime experiment with pulsed neutron beam at J-PARC 01 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and JPS
  • 発表場所: Waikoala, Hawaii, United States
  • 年月日: 20091012-20091017
• [学会発表] Cold neutron interferometry (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kitaguchi
  • 学会等名: Third Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and JPS
  • 発表場所: Waikoala, Hawaii, United States
  • 年月日: 20091012-20091017
• [備考] 主たる web ページ
  • URL: http://neutron-www.kek.jp/contents/nop.htm
• [備考] 関連記事1 : KEK Feature Story (2010.01.19)
  • URL: http://www.kek.jp/intra-e/feature/2010/neutronEDM.html
• [備考] 関連記事2 : News@KEK (2009.11.5)
  • URL: http://www.kek.jp/newskek/2009/novdec/J-PARC_NOP.html
• [備考] 関連記事3 : 高エネルギー加速器研究機構中性子科学研究系月例研究報告2010年4月
  • URL: http://neutron-www.kek.jp/topics/100413_bl05/100413_bl05.html