2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02093
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 浩司 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50272464)
吉村 太彦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (70108447)
田中 実 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70273729)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ質量 / マヨラナニュートリノ / マクロコヒーラント増幅機構 / 二光子対超放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究目的に従い、平成２８年度においては以下に示す計画に基づき研究を継続した。
（１）固体パラ水素を用いた二光子対超放射(Paired Super-Radiance, PSR)実験：固体パラ水素は、これまで行ってきた気体に比較し、密度が高い、コヒーランス時間が長いなどの特徴を有する。計画通り二光子対超放射実験を行い期待される特徴を有する信号を観測した。現在、論文を投稿中。
（２）対向型二光子対超放射実験の準備研究：パラ水素分子を用いたPSR実験においては、二本の励起レーザーを同一方向より標的に入射した。これに対し、対向型PSRでは励起レーザーを対向方向より入射し、標的中に空間的に一様な初期コヒーランスを作り出す。この結果、PSRはback-to-backに放射される二光子から成り立つ。これは新しい形態のPSRというだけでなく、ニュートリノ質量分光にとり、光凝縮体の生成が可能になるという本質的意義がある。平成２８年度は必要とされる赤外レーザーの製作を行い、目標通りの性能を得ることが出来る見通しを得た。今後は本番実験に移行する。
（３）バックグランド過程の理論研究：ニュートリノ質量分光にとりバックグランドを制御することは実験の成否の鍵を握る。バックグランドで最も危険なものは、マクロコヒーラント増幅機構で増幅される多光子過程である。我々は平成27年度においてバックグランドの制御法を理論的に考察し、ある条件下で可能なことを示した。平成２８年度は光学領域でも適用可能なブラッグファイバーを用いたバックグランド制御法を示し、この成果を論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の当初目標は、(1) 二光子対超放射(PSR)実験の深化：固体パラ水素を用いたPSR実験については実験を成功裏に終了することが出来た。実験ではコヒーランス時間が、100ナノ秒の長期にわたり保持されることを示した。 (2) 対向型二光子対超放射実験の準備研究：平成２８年度はレーザー作成を計画したが、ほぼ順調にこの目標を達成した、(3) バックグランド過程の理論研究：光学領域においても、ブラッグファイバーを用いることでバッググランドが抑制されうることを示し、この成果を論文として求めた。以上より、全ての目標において概ね当初の目標を到達していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的な方針は変更することなく当初の予定通り研究を着実に進めたい。より具体的には次の3点を中心に研究を継続する。
（１）対向型二光子対超放射実験の研究：パラ水素分子を用いたPSR実験においては、二本の励起レーザーを同一方向より標的に入射した。これに対し、対向型PSRでは励起レーザーを対向方向より入射し、標的中に空間的に一様な初期コヒーランスを作り出す。この結果、PSRはback-to-backに放射される二光子から成り立つ。これは新しい形態のPSRというだけでなく、ニュートリノ質量分光にとり、光凝縮対の生成が可能になるという本質的意義がある。平成27年では必要とされるレーザーの製作を行い、ほぼ完了することが出来た。準備が完了したので、セットアップを構築して本番実験を行う。
（２）バックグランド過程の理論研究：ニュートリノ質量分光にとりバックグランドを制御することは実験の成否の鍵を握る。バックグランドで最も深刻な過程は、マクロコヒーラント増幅機構で増幅される多光子過程である。平成27年度においてもバックグランドの制御法を理論的に考察し、ブラッグファイバーを用いると三光子過程については除去可能なことを示した。今後は、光凝縮体の生成も含め、このバックグランド制御法を更に詳細に検討する。
（３）バックグランド過程の実験的研究：バックグランドのなかでも特に重要な三光子過程を観測し、その性質を詳細に調査することを目指す。標的としてゼノンを用いることを想定しているが、まずその励起用紫外レーザーを開発する。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Simultaneous Measurements of Superradiance at Multiple Wavelength from Helium Excited States: II. Analysis2016
Author(s)
Chiaki Ohae, James R. Harries, Hiroshi Iwayama, Kentarou Kawaguchi, Susumu Kuma,Yuki Miyamoto, Mitsuru Nagasono, Kyo Nakajima, Itsuo Nakano, Eiji Shigemasa, Noboru Sasao,Satoshi Uetake, Tomonari Wakabayashi, Akihiro Yoshimi, Koji Yoshimura, and Motohiko Yoshimura
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 85
Pages: 034301
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Single-atom response of helium atoms to pulses from an EUV free-electron laser: Implications for the subsequent development of superfluorescence2016
Author(s)
James R. Harries, Chiaki Ohae, Susumu Kuma, Kyo Nakajima, Tadashi Togashi, Yuki Miyamoto, Noboru Sasao,Hiroshi Iwayama, Mitsuru Nagasono, Makina Yabashi, and Eiji Shigemasa
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW A
Volume: 94
Pages: 063416
DOI
Peer Reviewed
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