LHC加速器とATLAS検出器を用いた超対称性事象の探索およびその性質の研究

使用 LHC 加速器和 ATLAS 探测器搜索超对称事件并研究其性质

• 批准号: 09J06398
• 负责人: 山崎 高幸
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06398/
• 关键词: 標準理論を超える物理; ポジトロニウム; CP対称性の破れ

研究代表者は、超対称性事象の探索を目的とした研究として、LHC加速器およびATLAS検出器を用いた実験と並行してポジトロニウムを用いた小規模実験を行っている。これは電子・陽電子による重心エネルギー1MeVの衝突型加速器実験に相当し、未知の新粒子を探索するのに適している。特に、基底状態のパラポジトロニウムとオルソポジトロニウムとのエネルギー準位差(超微細構造)は、実験値と理論値の間に3.9σもの有意なずれが報告されており、このずれが実験の系統誤差によるものでなければ、標準理論を超えた未知の新粒子の存在を表す。研究代表者は現在、このずれを検証すべく、過去の実験とは異なる新たな手法を用いてポジトロニウム超微細構造を測定する実験を行っている。過去の実験は強い静磁場を用い、ゼーマン効果を利用することで間接的に超微細構造を測定していたが、ポジトロニウムが生成される広い領域にわたって一様な磁場を印加することは極めて難しく、最大の系統誤差であった。この不定性をなくすため、超微細構造のエネルギーに等しい203GHzのミリ波を直接照射する手法を採用した。この手法はシンプルではあるが極めて高強度なミリ波源が必要とするため、過去に例がないものである。光源として300Wの出力を持つジャイロトロンを用い、その出力をファブリー・ペロー共振器内に蓄積することで約10kWのパワーを達成した。この光学系を用いることで直接遷移を5.4σの有意性で世界で初めて観測した。また、遷移量のパワー依存性を確認し、得られた遷移量および蓄積パワーから遷移確率を世界で初めて測定した。得られた値は理論値と無矛盾である。今後は、周波数を変化させた場合の遷移量の変化を測定することで世界初のポジトロニウム超微細構造の直接測定を目指す。最終的には測定精度を10ppmレベルまで向上させ、実験値と理論値とのずれを検証することで標準理論を超える物理を探索する。

The research representatives are interested in exploring the feasibility of the LHC accelerator and ATLAS detector. This is the first time that a collision-type accelerator has been used to explore unknown new particles in the center of gravity of electrons and positrons. In particular, the substrate state of the substrate is different from the theoretical value, and the time between the theoretical value and the theoretical value is 3.9σ. The intentional error is reported. The standard model is exceeded. The existence of unknown new particles is indicated. Research representatives are currently engaged in research and development of ultra-fine structures using new methods to identify and identify the past and present. In the past, the static magnetic field was used to measure the ultra-fine structure, and the maximum system error was generated. The uncertainty, ultra-fine structure, and so on, 203GHz and direct irradiation methods were adopted. This method is very difficult to find. The source of high intensity waves is very difficult to find. The output of the light source is about 300 kW, and the output of the light source is about 10kW. The optical system is used for direct migration, and the intentional migration is 5.4σ. The amount of migration depends on the determination of the amount of migration and the accuracy of the migration rate. There is no contradiction between them. In the future, the number of cycles will be changed, and the amount of migration will be measured directly. The final measurement accuracy is 10ppm, and the theoretical value is 10 ppm.

项目成果

サブテラヘルツ波を用いたポジトロニウム超微細構造の測定II

利用亚赫兹波 II 测量正电子超精细结构

• 发表时间: 2010
• 作者: 山崎高幸;宮崎彬;末原大幹;秋元銀河;難波俊雄;浅井祥仁;小林富雄;斎藤晴雄;漆崎祐一;小川勇;出原敏孝;S.Sabchevski
• 通讯作者: S.Sabchevski

サブテラヘルツ波を用いたポジトロニウム超微細構造の直接測定

使用太赫兹波直接测量正电子超精细结构

• 发表时间: 2008
• 作者: 水田晃;長滝重博;青井順一;末原大幹
• 通讯作者: 末原大幹

First observation of o-Ps to p-Ps transition and first direct measurement of positronium hyperfine splitting with sub-THz light

首次观察到 o-Ps 到 p-Ps 的跃迁，并首次用亚太赫兹光直接测量正电子素超精细分裂

• DOI: 10.1007/s10751-011-0399-0
• 发表时间: 2011
• 期刊: Hyperfine Interaction
• 作者: T.Yamazaki;A.Miyazaki;T.Suehara;T.Namba;S.Asai;T.Kobayashi;H.Saito;Y.Urushizaki;I.Ogawa;T.Idehara;S.Sabchevski
• 通讯作者: S.Sabchevski

サブテラヘルツ波を用いたポジトロニム超微細構造の直接測定

使用太赫兹波直接测量正电子超精细结构

• 发表时间: 2011
• 作者: 山崎高幸;宮崎彬;末原大幹;難波俊雄;浅井祥仁;小林富雄;斎藤晴雄;小川勇;出原敏孝;S.Sabchevski
• 通讯作者: S.Sabchevski

サブテラヘルツ波を用いたポジトロニウムの超微細構造の測定I(光学系)

使用亚赫兹波 I 测量正电子超精细结构（光学系统）

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Fukuda;et.al.;下田正;Kazumasa Kuwada;永井雄也;Y.Satou,T.Nakamura et al.;山崎高幸
• 通讯作者: 山崎高幸