• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

超冷中性子の重力による量子効果を用いた等価原理の検証と未知短距離力の探索

研究課題

研究課題/領域番号 24340045
研究機関東京大学

研究代表者

駒宮 幸男  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80126060)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード超冷中性子 / CCD / 量子束縛状態 / 未知短距離力
研究実績の概要

超冷中性子の重力による束縛状態の精密測定において、CCDに10Bを蒸着した測定器を開発してきたが、昨年度にCCDをback-to-backにサンドイッチして、その間に10Bを蒸着すれば、中性子と10B が反応して生じた2個の荷電粒子であるリチウムと3重水素の両方が測定でき、これにより位置測定精度が大幅に改善できることが分かった。更にCCDでなくピクセル測定器を用いれば、バケットの転送によるノイズがなくなるために、更に制度が良くなるはずである。この新しい測定器の詳細なシミュレーションを行い、位置精度を従来の3 μmから0.5μm程度までに改善できることが分かった。位置測定精度が改善されると、従来用いていた増幅のための凸面鏡も必要なくなり、直接的に位置を測定でき、系統誤差も減らすことができる。量子状態の存在確率の測定を行って、これが重力の束縛状態として理解できることを証明したが、一歩進んで、量子力学における弱い等価原理を証明する実験が可能なことを内田健太氏(大学院生)が解明した。即ち、中性子の重力質量と慣性質量が等しいことを量子力学において証明できることが分かった。主量子数を3位までに限定するために、スリットの高さを低く設定して、超冷中性子フラックスに対してチョッパーを上流においてバンチ化させて、高速のピクセル測定器によって存在確率の時間発展を測定できれば、位置と時間の固有情報 (l0 = (h/2mimgg)1/3、t0= (2mih/mg2g2)1/3)によって、重力質量miと慣性質量mgを同時に測定できることが分かった。これらの実験を行うにはフラックスの大きな超冷中性子源が必要であり、今まで測定していたLaue Langevin 研究所 (ILL) の超冷中性子ビームラインではフラックスが足りないので、スイスのPaul Scherrer Institut (PSI)のビームラインを用いることを検討しており、実際に当地でセミナーを行い、研究者との交流を行っている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] Laue Langevin Institute(ILL)(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Laue Langevin Institute(ILL)
  • [学会発表] Observation of the Spatial Distribution of Gravitationally Bound States of Ultracold Neutrons and Its Derivation Using the Wigner Function2015

    • 著者名/発表者名
      S. Komamiya
    • 学会等名
      PSI Physics Seminar
    • 発表場所
      Zurich (Switzerland)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-16

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi