Search for X-ray photon-photon scattering using X-ray Free Electron Laser

使用 X 射线自由电子激光器搜索 X 射线光子-光子散射

• 批准号: 15J00509
• 负责人: 山道 智博
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00509/
• 关键词: 光子光子散乱; アクシオン様粒子; 量子電磁力学(QED)

光子光子散乱実験を発展させるアプローチとして、固体結晶中の強電場を構成する仮想光子とX線を用いた新粒子探索実験に関し研究を行った。結晶中電場の仮想光子とX線を衝突させると、素粒子標準理論を超える物理から予言される未知粒子の一つであるアクシオン様粒子(ALP)が存在する場合、X線がALPに変換される可能性がある。本研究では結晶による変換を、ALP質量を考慮・X線動力学的回折理論を用いて初めて厳密に計算し、X線放射光施設にてALP探索実験を行った。実験セットアップは以下の様になる。シリコン単結晶から二枚の薄い刃を削り出したチャンネルカット結晶に、X線ビームを照射する。刃内で変換されたALPを遮光壁に通し、変換されなかったX線を除いた後二枚目の刃でX線に逆変換し検出器で測定する。壁越しに光子が伝播する事象を探索する手法は、ALPの地上探索実験に用いられてきたが、この実験手法は光子・ALPの変換に先行実験の様な磁場でなく電場を用いている点が新しい。また、探索するALP質量は入射X線の結晶に対する入射角に依存し、磁場を用いた場合と異なり結晶を回転させるだけで簡単に掃引することが可能である。探索質量は入射角を大きく取ることで最大1keVまで大きくすることができ、先行実験では効率的に探索されてこなかった重たいALPを探索できる。この実験手法を用いて、SPring-8 BL19LXUビームラインにて2017年10月にビームタイムを取得し実験を行った。この実験では有意な信号を得ることは残念ながらできなかったが、得られた結果から、重たいALPに対して地上実験としては最も厳しい制限を課すことができた。

Photon scattering, photon dispersion, photon dispersion, photon dispersion, In the results, the photons and elementary particles in the field are expected to change their physical properties and predict that the unknown particles are known to have a combination of photons and ALP particles (ALP), and the possibility of X-ray radiation is very high. In this study, the results show that the back-break theory of X-ray dynamics is based on the analysis of X-ray dynamics. the calculation of X-ray dynamics and the exploration of X-ray radiography ALP are used. I don't know. I don't know what to do. The results show that there are two thin edges to cut the crystal, and the X-ray is used to irradiate it. On the inside of the blade, the ALP shading wall is closed, and the X-ray is removed. After the two-eye edge is removed, the output device is measured. On the wall, the photons are broadcast, and the ALP is explored on the ground. The photon ALP is used in the first place. The magnetic field is used in the magnetic field. The purpose of this paper is to explore the dependence of the incident angle of incidence on the incident X-ray crystal of the incident ALP, and the possibility of the magnetic field to measure the incidence of the incident X-ray. Explore the quantity, the angle of incidence, the angle of incidence, the maximum 1keV, the maximum incidence, the exploration of the first incidence, the exploration of the ALP, the exploration of the rate. In October 2017, you can get the information by using the method of "SPring-8 BL19LXU" and "I

项目成果

Theoretical calculation of coherent Laue-case conversion between x-rays and ALPs for an x-ray light-shining-through-a-wall experiment

X 射线穿墙实验中 X 射线和 ALP 之间相干劳厄案例转换的理论计算

• DOI: 10.1103/physrevd.96.115001
• 发表时间: 2017
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: T. Yamaji;T. Yamazaki;K. Tamasaku;and T. Namba
• 通讯作者: and T. Namba

SPring-8/SACLAにおける光子光子散乱の探索

在 SPring-8/SACLA 搜索光子散射

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Yamaji;T. Inada;T. Yamazaki;T. Namba;S. Asai;T. Kobayashi;K. Tamasaku;Y. Tanaka;Y. Inubushi;K. Sawada;M. Yabashi;T. Ishikawa;Bruno Victorino Sarli and Yasuhiro Kawakatsu;山道智博;Bruno Victorino Sarli and Yasuhiro Kawakatsu and Tomoko Arai;山道智博
• 通讯作者: 山道智博

An experiment of X-ray photon-photon elastic scattering with a Laue-case beam collider

劳厄箱光束对撞机X射线光子-光子弹性散射实验

• DOI: 10.1016/j.physletb.2016.11.003
• 发表时间: 2016
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: T. Yamaji;T. Inada;T. Yamazaki;T. Namba;S. Asai;T. Kobayashi;K. Tamasaku;Y. Tanaka;Y. Inubushi;K. Sawada;M. Yabashi;T. Ishikawa
• 通讯作者: T. Ishikawa

ラウエ型チャンネルカット結晶を用いた弱結合未知粒子の探索

使用劳厄型通道切割晶体搜索弱耦合未知粒子

• 发表时间: 2017
• 作者: T. Yamaji;T. Inada;T. Yamazaki;T. Namba;S. Asai;T. Kobayashi;K. Tamasaku;Y. Tanaka;Y. Inubushi;K. Sawada;M. Yabashi;T. Ishikawa;Bruno Victorino Sarli and Yasuhiro Kawakatsu;山道智博
• 通讯作者: 山道智博