Yb光格子時計の長期運転による新規物理現象の探索

镱光晶格钟长期运行探索新物理现象

• 批准号: 22H01241
• 负责人: 小林 拓実
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01241/
• 关键词: 原子時計; Yb光格子時計; Cs原子泉時計; 暗黒物質; 周波数計測; 一般相対性理論

本研究のテーマはYb光格子時計とCs原子泉時計の長期比較および、海外の研究機関との連携による新規物理現象の探索である。特に、一般相対性理論の検証と暗黒物探索を行う。今年度はYb光格子時計とCs原子泉時計のどちらも長期運転を行い、一般相対性理論の検証のためのデータを順調に蓄積した。このデータは標準研のミッションである国際原子時の周波数校正にも使われた。また、ヨーロッパの研究機関と1ヶ月程度高い稼働率で同時に運転したデータを送付して、暗黒物質探索のための解析を依頼した。Yb光格子時計の堅牢性の向上のための研究も行った。特に、端面をARコーティングしたファイバーを導入することで、トラップできる原子数を約2倍に増加させることに成功し、10日間で96　%という高い稼働率での運転にも成功した。一方で、数ヶ月運転を続けているうちに、ファイバー透過率が減少し、新たな課題が浮き彫りになった。今年度の大きな研究実績は、Yb光格子時計とCs原子泉時計の長期運転データを用いた超軽量の暗黒物質の探索を行い、論文とプレスリリースを発表したことである。これは当初の研究目標である一般相対性理論の検証実験で得たデータから、想定していなかった重要な成果を出せることに気づき、解析を行ったことにより得られた成果である。今回、質量が10-22 eV - 10-20 eVの超軽量暗黒物質と電子とグルーオンの相互作用において、先行研究よりも最大で3桁強い制限を与えることに成功した。

This study focuses on the long-term comparison of Yb optical lattice time meter and Cs atomic spring time meter, and the exploration of new physical phenomena in overseas research institutions. Special and general relativity theory is proved. This year's Yb lattice time meter and Cs atomic spring time meter are in operation for a long time, and the general relativity theory is in order to accumulate. This is the standard for the calibration of cycles of the International Atomic Time. The research institute has a high rate of research and analysis of dark matter. Research on the robustness of Yb lattice timepieces is ongoing. In particular, the number of atoms in the end face of the AR increased by about 2 times, and the success rate increased by 96%. A party, a few months of transportation, a decrease in transmittance, a new problem This year's major research achievements are Yb lattice time meter and Cs atomic spring time meter. The purpose of this study is to demonstrate the general relativity of theory and to determine the important results. This time, the mass is 10-22 eV - 10-20 eV, and the interaction between dark matter and electrons is studied in advance. The maximum strength of the electron is limited.