レーザー誘導共鳴散乱によるXENON1T超過事象のアクシオン的解釈の検証

通过激光激发共振散射验证 XENON1T 超标事件的轴子解释

• 批准号: 21H04474
• 负责人: 本間 謙輔
• 金额: $ 26.71万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04474/
• 关键词: アクシオン; 暗黒物質; レーザー誘導共鳴散乱; 真空内四光波混合; XENON1T; レーザー; 高強度レーザー; 誘導共鳴散乱

暗黒物質となり得るアクシオンは自発的対称性の破れに伴う質量の軽いボゾンの一種である。XENON1T実験が反跳電子エネルギーの超過事象を報告し、太陽アクシオンによる説明を試みている。本研究は光とアクシオン的粒子(ALP)の結合に着眼し、XENON1Tが指摘する質量域のALPを直接生成かつ崩壊させて検証する。具体的には、２色から成る極短パルスレーザービームを真空中で衝突させるものであり、軽いALPを介した誘導共鳴散乱を模型に依らず実験室で探索できる。国内外の高強度レーザーを駆使して、2ビームによる準平行系散乱、および、3ビームによる対称入射角散乱によりXENON1Tが指摘する質量－結合域を重点的に検証するための準備を進めた。京都大学化学研究所サイト：2ビームによる準平行系散乱による探索において、光学素子起因の背景光抑制のため２色光導入経路を変更する必要があった。そのため相互作用真空容器の上流にあるビーム転送用真空容器と相互作用真空容器の間に挿入する中間差動排気用の真空容器を製作する計画であったが、集光しながら転送するためのピンホール付きのフランジを内包する真空パーツを導入することにより、実質、差動排気の役割を果たす真空系が短期間に完成した。並行して、3ビームによる対称入射角散乱による走査的探索に向けた光学系設計と多ポートを有する真空容器の設計を進めると同時に、固定対称入射角散乱のためのレーザーパルス時間空間同期手法を確立した。欧州連合ルーマニアELI-NPサイト：レーザーが設置された上流 からE4実験エリアへのビーム転送を診断・調整するための光学系および真空制御系を含む、探索系全体の調整、および、同探索系を用いたE4内電磁ノイズの時間構造を理解し、衝突するレーザーパルスの時間空間同期を担保する、原子起因の背景光の検出に成功した。

Dark matter is a kind of self-sustaining symmetry, which is accompanied by mass. XENON1T is operating under the condition that the fault occurs and the fault is not detected. In this study, we focus on the combination of optical particles (ALP), XENON1T, and the direct generation of ALP in the mass domain. The specific color of the two colors is very short. The color of the two colors is very short. The preparation of high-intensity laser beam at home and abroad, quasi-parallel laser beam scattering, laser beam scattering, laser Institute of Chemistry, Kyoto University: 2. Exploration of quasi-parallel system scattering, 2. Background light suppression and 2. Color light introduction The vacuum vessel for upper flow of the interaction vacuum vessel and the vacuum vessel for intermediate differential exhaust are planned to be manufactured in a short time. Parallel, 3-dimensional, symmetric, incident angle scattering, search, directional, optical system design, multi-dimensional, vacuum vessel design, simultaneous, stationary, symmetric, incident angle scattering, time-space synchronization, etc. European Union ELI-NP support system: setting up the upstream E4 support system, including the vacuum control system, adjusting the whole search system, understanding the time structure of the electromagnetic field in the E4 support system, ensuring the time and space synchronization of the atomic source.

项目成果

Probing dark components in the Universe with high-intensity lasers

用高强度激光探测宇宙中的暗成分

• 发表时间: 2021
• 作者: 加藤拓海;他;小林雅俊;Kensuke Homma
• 通讯作者: Kensuke Homma

非対称衝突を含めた準平行系光子光子散乱の定式化に基づいたsub-eV質量領域アクシオン的粒子の探索

基于准平行光子-光子散射（包括不对称碰撞）的公式搜索亚 eV 质量区域中的轴子状粒子

• 发表时间: 2022
• 作者: 桐田勇利;信廣晃秀;平原祐輔;本間謙輔;尾崎尭弥;石橋迪也;井上峻介;橋田昌樹;阪部周二;Y. Nakamiya;L. Neagu;O. Tesileanu 他 SAPPHIRES collaboration
• 通讯作者: O. Tesileanu 他 SAPPHIRES collaboration

レーザーによるsub-eV領域ALPの超高感度探索に向けた高背景光量下での解析

高背景光分析，利用激光对亚电子伏特区 ALP 进行超高灵敏度搜索

• 发表时间: 2021
• 作者: 桐田勇利;本間謙輔;石橋迪也;井上峻介;橋田昌樹;阪部周二;Y. Nakamiya;L. Neagu;O. Tesileanu 他 SAPPHIRES collaboration
• 通讯作者: O. Tesileanu 他 SAPPHIRES collaboration

高強度誘導光子散乱によるALP探索に向けた真空下レーザー集光転送系の設計と試作

利用高强度受激光子散射进行 ALP 搜索的真空激光聚焦传输系统的设计和原型制作

• 发表时间: 2022
• 作者: 桐田勇利;羽佐田拓海;橋田昌樹;本間謙輔;井上峻介;石橋迪也;Y. Nakamiya;L. Neagu;M. Rosu;阪部周二;O. Tesileanu;他 SAPPHIRES collaboration
• 通讯作者: 他 SAPPHIRES collaboration

3つのパルスレーザービーム誘導共鳴散乱によるeV質量域アクシオン探索に向けた衝突系の構築

利用三束脉冲激光束受激共振散射构建 eV 质量区轴子搜索碰撞系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 石橋迪也;本間謙輔;桐田勇利
• 通讯作者: 桐田勇利