高強度ミリ波を用いた基底状態におけるポジトロニウム超微細構造の直接測定

利用高强度毫米波直接测量基态正电子超精细结构

• 批准号: 24840011
• 负责人: 山崎 高幸
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-08-31 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24840011/
• 关键词: 素粒子実験; テラヘルツ; 原子・分子物理; 光源技術

ポジトロニウム超微細構造を測定するには、ミリ波の周波数を200 GHz～207 GHz程度の範囲にわたって変化させながら直接遷移測定を行い、遷移量の変化を調べる必要がある。ジャイロトロンの発振周波数は内部空洞共振器のサイズによって決定されるため、内部空洞共振器を交換することで発振周波数を変化させる。このため新たに空洞共振器のみを交換可能なデマンタブル型ジャイロトロンを開発し、ジャイロトロン出力パワー、出力ビーム形状、発振周波数および安定性を実際の実験条件で評価した。　ジャイロトロンは300W程度の出力が可能であるが、さらに光子数密度を増幅させるためにファブリーペロー共振器を用いる。基板部の材質を従来使用していた石英から熱伝導率の高い高抵抗シリコンに置き換えたメッシュミラーを製作することで、20kWを超えるミリ波の蓄積に成功した。　また、ポジトロニウム超微細構造の値を測定する際には、遷移測定期間において共振器内部パワーを10%程度の相対精度でモニタする必要がある。共振器内部パワーは、ファブリーペロー共振器を構成する銅球面ミラーに開けた小孔から透過してくるパワーを焦電検出器を用いてモニタする。ただし、小孔の透過率や焦電検出器の応答の周波数依存性を知る必要があるため、これらを測定する手法を開発した。現在は15%程度の絶対精度で測定が可能である。　同様にミリ波の周波数についても遷移測定期間中モニタする必要がある。これは高精度な高周波源とのヘテロダイン混合を用いて正確に測定することができる。これを定期的に簡便にモニタするシステムを構築した。なお、ジャイロトロンの発振周波数自体は電子の加速電圧と空洞共振器位置での超電導磁場の値によって決まるため安定度が高い。

For the measurement of ultra-fine structure, it is necessary to adjust the frequency range of the multi-wave from 200 GHz to 207 GHz. The number of oscillation cycles of the cavity resonator is determined by the number of oscillation cycles of the cavity resonator. The new cavity resonator can be used to evaluate the conditions for its development, output, shape, frequency and stability. The output of 300W is possible because the photon number density increases. The material of the substrate part is quartz, which has high thermal conductivity and high resistance. The material of the substrate part is quartz, which has high thermal conductivity and high resistance. The material of the substrate part is quartz. The material of the substrate part is quartz. For the measurement of ultra-fine structure, the phase accuracy of the resonator is 10% during the measurement period. The resonator is composed of a copper sphere, a small hole, and a focal power generator. To understand the frequency dependence of the small hole transmittance and the focal current detector, it is necessary to develop a method for measuring it. Now it is possible to determine the absolute accuracy of 15%. In the same way, the frequency of the continuous wave may not be detected during the migration measurement period. This is a high-precision measurement of high-frequency wave sources. This is a very easy way to build a house. The stability of the resonance cycle of the cavity resonator is high due to the acceleration voltage of the electron and the value of the superconducting magnetic field at the cavity resonator position.

项目成果

Sub-THz Spectroscopy of the Ground State Hyperfine Splitting of Positronium

正电子基态超精细分裂的亚太赫兹光谱

• 作者: T. Yamazaki;A. Miyazaki;T. Suehara;T. Namba;S. Asai;T. Kobayashi;H. Saito;Y. Tatematsu;I. Ogawa;and T. Idehara
• 通讯作者: and T. Idehara

DirectMeasurementofthe HyperfineTransitionofPositroniumusingHighPowerSub-THzRadiation

使用高功率亚太赫兹辐射直接测量正电子的超精细跃迁

• 发表时间: 2013
• 作者: 早崎公威;八木絢外;田中貴浩;嶺重慎;Kazuhiro Kuwae;山崎高幸
• 通讯作者: 山崎高幸

Direct Measurement of the Hyperfine Structure of the Ground State Positronium using High PowerSub-THz Radiation

使用高功率亚太赫兹辐射直接测量基态正电子的超精细结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Furuzawa;A.;伊藤司 for the SciCRT collaboration;山崎高幸
• 通讯作者: 山崎高幸

ポジトロニウム超微細構造の直接測定 II (測定の経過)

正电子超精细结构II的直接测量（测量过程）

• 作者: 南方亮吾;中村隆司他;山崎高幸;K. Matsuzaki and T. Sugawa (eds);宮崎彬
• 通讯作者: 宮崎彬

Tabletop Experiments

桌面实验