暗黒物質探索のための単原子メーザー法による超高感度マイクロ波検出装置

采用单原子微波激射法寻找暗物质的超灵敏微波探测装置

• 批准号: 63629504
• 负责人: 松木 征史
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63629504/
• 关键词: 暗黒物質; アクシォン; マイクロ波検出; リュドベルク原子; 超伝導共振空洞

暗黒物質を形成する素粒子の有力な候補として、いわゆる"見えない"axion(アクシォン)が示唆されている。このaxionを観測する方法として、強磁場中で光子に転換させ、その転換光子マイクロ波を高感度で検出することが考えられる。本研究では、単原子メーザー法;リュドベルク原子ビームレーザー分光により、従来にない超高感度でマイクロ波を検出する装置を開発しようとするものである。特に2、4GHz近傍のaxion転換マイクロ波を、液体ヘリウム温度に冷却した超伝導Nb空洞共振器の中で、リュドベルク状態に励起されたアルカリ原子ビームにより検出することを試みる。以上の目的を遂行するために、今年度の研究実施計画予定に従って超伝導Nb共振空洞、液体ヘリウム3用クライオスタット、原子ビーム発生源、及び電離イオン検出のためのフィールドイオン化装置を上記目的に合致するよう設計、製作した。クライオスタットは約20時間の連続使用が出来、液体ヘリウムG3により約0.5Kまで空洞の冷却が出来る。超伝導Nb共振空洞は矩形のTE_<101>型のもので、クライオスタット下部に、着脱容易で取り扱いやすいように配置されている。空洞はNbとCuのクラッド板を用い、プランジャー方式で共振周波数を大幅に変化させ、微細調整は挿入した絶縁棒を移動させて行う。Nbによる実際の空洞の製作に先き立ち、銅を用いた試験用空洞を使って、加工、機械的機能、特性の検討を行った。原子ビームは水平方向の入射とし、空洞通過後フィールドイオン化させて電子増倍管により検出される。装置の全系を組み上げて、全体の調整テストを行った。現在まだ予備運転の段階で、種々の特性が完全には期待通りに出ていないが、ほぼ目的を達成出来る状態に到達し得るものと考えている。今後、来年度購入予定で申請中のレーザー源の完成を待って光源系を整備し、リュドベルグ原子ビームによる実際の光子検出を行う。

Dark objects form dark particles. The particles are powerful, and the axion (dark matter) indicates that there is a strong waiting time for the particles. The axion method is effective, the photons in the strong magnetic field, the photons, the wave sensitivity, the photons, the photons in the strong magnetic field. In this study, the method of atomic absorption spectroscopy is used. In this study, the atomic absorption method is used. In this study, the atomic absorption method is used in this study. 2. 4GHz near the axion temperature, the temperature of the liquid, the temperature, temperature For the above purposes, this year's study is designed to predict the superconducting Nb resonant cavity, the liquid gas generator 3, the atomic gas generator, and the electronic device. The device is designed and operated on the device. The temperature is about 20 hours and the liquid temperature is G3. The temperature is 0.5K and the hole is cooled out. The super-guided Nb resonant cavity is rectangular, TE_<101>-shaped, and the lower part of the cavity is easy to pick up and take off. The resonant cycle number is greatly reduced by means of the cavity Nb Cu device, the resonant wave number is greatly reduced, and the micrometer is adjusted to move the machine rod into the machine line. Nb equipment is used to improve the mechanical capacity and characteristics of machinery, processing and machinery. The atom is incident horizontally, and after the hole is passed, it is necessary to convert the electron into the tube and exit the tube. The whole system is in charge of the whole system, and the whole system is in good order. At present, we are fully looking forward to the implementation of the information system and the characteristics of the system, and we are looking forward to achieving the desired results. In the coming year, in the application for predetermined applications, the system of light sources will be completed, and the system of light sources will be completed.

项目成果

福田行男、松木征史: 「原子核とレーザー」研究会報告RCNP-P-95. 95. 116-121 (1988)

Yukio Fukuda、Masashi Matsuki：“核与激光”研究组报告 RCNP-P-95 95. 116-121 (1988)。