ＳＰｒｉｎｇ－８　放射光を用いた　ｍｅＶ－　ｅＶ　領域のアクシオン検出

使用同步加速器辐射进行 meV-eV 区域的 SPring-8 Axion 检测

• 批准号: 13J07172
• 负责人: 稲田 聡明
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07172/
• 关键词: アクシオン; X線; パルス磁場; 素粒子; SPring-8

QEDを超えた物理に起因するアクシオンなどの未発見素粒子を探索している．これらの粒子は磁場中で光子と弱く相互作用すると考えられているため,X線→未知粒子→X線と変換して探索する.磁場を発生する電磁石が本探索の最も重要な技術であり，過去の実験ではレーストラック型の超伝導磁石が用いられてきた．しかし超伝導磁石で発生可能な磁場強度は線材であるNbTiの臨界磁場で制限され，安定運転の範囲では約8Tが限度である．そこで本研究では更なる強磁場を得るためにパルス磁石を使用する．近年ソレノイド形状においては単一コイル型によって85Tを超える磁場発生が可能となっている．磁場長の要件から本研究ではレーストラック形状の磁石を開発している．磁石一つあたりの磁場長20cmのものを複数直列に用いることで全体の磁場長の拡大を図る．現在，ピーク磁場10T，全磁場長0.8m，繰り返し0.2Hzという性能の磁場発生システムの構築に成功している．磁場発生の繰り返し性能は統計量の拡大において重要であり，通常のパルス磁石が1mHzの水準である点を踏まえると既に2桁もの向上が達成されている．またこのような高繰り返しの磁石運転に必要なパルス電流の供給源として，充電エネルギー30kJ，充電電圧4.5kVのコンデンサ放電型電源を独自設計して製作した．開発した可搬型パルス磁場システムを2015年11月にSPring-8 BL19LXUへ輸送し，世界初となるパルス磁石とX線を用いたアクシオンの探索実験を行った．取得された正味2日分のデータを解析したところアクシオン由来の有意な信号は観測されず，二光子との結合定数に対して2.5e-4 GeV-1 (ma<100 meV)という制限を得た．これは過去のX線を用いた先行実験による制限を5.2倍更新し，高繰り返しレーストラック型パルス磁石という新技術の有用性を示す結果となっている．

QED is the first to explore the physical causes of quantum physics. X-ray → unknown particle → X-ray → weak photon interaction in magnetic field The most important technology of magnetic field generation is electromagnet. The magnetic field strength of the superconducting magnet is limited by the critical magnetic field of NbTi, and the stable operation range is limited by about 8T. In this study, the use of strong magnetic fields was investigated. In recent years, the shape of the magnetic field has been changed from 85T to 85T. In this study, the magnetic field length requirements were investigated. The magnetic field length of the magnet is 20cm and the magnetic field length of the magnet is 20 cm. Now, the magnetic field is 10T, the total magnetic field length is 0.8 m, and the magnetic field generation system of the performance is successfully constructed. The magnetic field generation and performance statistics are very important. Usually, the magnetic field is at 1mHz and the level of the magnetic field is at 1mHz. The current supply source, charging voltage 30kJ, charging voltage 4.5 kV, is necessary for the operation of the magnet. The first time in the world, the first time in the world. To obtain the result of the analysis of the two-day signal, the two-photon combination is determined at 2.5e-4 GeV-1 (ma<100 meV) and the limit is obtained. This is the result of 5.2 times more up-to-date restrictions on the use of X-rays in the past and the usefulness of new technologies.

项目成果

SPring-8/SACLAにおける光子光子散乱の探索II

SPring-8/SACLA II 光子散射的探索

• 发表时间: 2013
• 作者: Kyohei Nitta;Atsushi Kimoto;Junji Watanabe;and Yoshiyuki Ikeda;稲田聡明;竹田 弘法;稲田聡明;新田恭平;竹田 弘法;稲田聡明
• 通讯作者: 稲田聡明

X線自由電子レーザーを用いて真空を探る

使用 X 射线自由电子激光器探索真空

• 发表时间: 2015
• 期刊: 高エネルギーニュース
• 作者: 山崎高幸;山道智博;稲田聡明
• 通讯作者: 稲田聡明

高輝度放射光を用いた未知の素粒子探索実験

利用高强度同步辐射进行未知基本粒子搜索实验

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本放射光学会誌
• 作者: 難波俊雄;稲田聡明;浅井祥仁
• 通讯作者: 浅井祥仁

Tabletop Experiments

桌面实验

Search for Photon-Photon Elastic Scattering in the X-ray Region

在 X 射线区域搜索光子-光子弹性散射

• DOI: 10.1016/j.physletb.2014.03.054
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: T. Inada;T. Yamaji;S. Adachi;T. Namba;S. Asai;T. Kobayashi;K. Tamasaku;Y. Tanaka;Y. Inubushi;K. Sawada;M. Yabashi;T. Ishikawa
• 通讯作者: T. Ishikawa