2018 Fiscal Year Annual Research Report
Search for the electric dipole moment with laser cooled radioactive atoms in the optical lattice
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26220705
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒見 泰寛 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90251602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 香津生 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助教 (20780860)
青木 貴稔 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30328562)
伊藤 正俊 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (30400435)
羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, チームリーダー (60360624)
畠山 温 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70345073)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 実験核物理 / 素粒子実験 / 電気双極子能率 / レーザー冷却 / 光格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光格子を用いた原子の永久電気双極子能率（EDM）の測定技術を確立することを目的としており、特に、電子のEDM増幅度が原子系において最大であるフランシウム（Fr）を用いたレーザー冷却重元素の原子干渉計の構築を行う。開発に必要な技術は、(1)原子核反応による大強度Fr生成・引き出し、(2)Frのレーザー冷却・トラップによる冷却Fr源の実現、(3)光格子による原子干渉計の開発、(4)磁場変動による偽EDM信号を抑制するための共存磁力計の開発、(5)磁気シールドの開発の５つで構成される。これまでの研究で、(1)は、高温表面電離イオン源の開発により実現し、(3)は化学的性質が類似している安定原子Rbを用いて技術実証を行なっている。また(5)に関しては、磁場変動をモニターし、測定領域の３軸方向に設置したヘルムホルツコイルにより変動磁場をキャンセルするようなアクティブ磁場キャンセラー、および、４層の磁気シールドを整備している。そこで、最終年度では、EDM測定の心臓部となる(2) 冷却Fr源の実現と、(4)共存磁力計の開発を進めた。Frを冷却・トラップするために必要なトラップ光とリポンプ光に関して、ヨウ素分子の振動・回転準位を用いた周波数安定化を行うとともに、この２つの光源の周波数オフセットロックを行い、レーザー光源の最適化を進め、安定したFrの磁気光学トラップを実現した。さらに、Rbを用いた共存磁力計の開発を進め、光格子中で生じるEDMからのエネルギーシフト以外の光シフトを識別・測定するために、２種原子（85Rbと87Rb）の同時トラップによる磁場測定の技術確立を行ない、FrとCs、そしてRbの３種の光格子での共存トラップにより、所定の電子EDMの測定感度を実現する技術を確立した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Laser trapping of francium for the electron Electric-Dipole-Moment search2018
Author(s)
田中香津生 , 原田健一, 早水友洋,井上壮志,伊藤正俊, 川村広和, 長濱弘季, 小澤直也,堤淳,内山愛子, 酒見泰寛
Organizer
第５回日米物理学会合同核物理分科会
Int'l Joint Research / Invited
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