ニュートリノ質量分光に向けた高次ＱＥＤ過程制御方法の研究

中微子质谱高阶QED过程控制方法研究

• 批准号: 18J22641
• 负责人: 岡井 晃一
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22641/
• 关键词: 原子核物理; 原子核時計; コヒーレンス; 原子物理; ニュートリノ; 高次QED過程; 素粒子実験; 量子エレクトロニクス

当初本研究ではキセノン原子を高次QED過程制御の標的としていたが、他の標的として229トリウム原子核にも着目し、アイソマー状態エネルギー探索の目的が本研究にも合致するものと判断し、研究対象を移行した。アイソマー状態と基底状態間のエネルギー差は原子核の準位としては特異的に低く8.3eV程度であり、真空紫外レーザーによる励起やコヒーレンス制御の可能性がある。そのためには、アイソマー状態のエネルギーを精密に測定する必要がある。アイソマー状態からの脱励起によって放出される光は150nm程度の波長であり、これは真空紫外光であるため放出光は大気中を伝播することができない。よって、アイソマー状態探索に使用する光学系は真空中に設置する必要がある。また、光学系を構成する素子についても課題がある。なぜなら、真空紫外領域の光を透過することができる媒質が限られていることに加え、純度によっても透過率が変化する。また、表面状態（平滑度や汚染）によっても反射率が変化する。よって、アイソマー状態探索実験の信号領域の感度はこれらの非自明な光学素子特性のために推定が難しい。そこで真空紫外領域における各光学素子（トリウムドープフッ化カルシウム結晶・ミラー・レンズ等）の特性を実測する装置を開発した。波長選択した光源と光電子増倍管を真空中に設置し、光路上に測定対象の素子を置くという形をとった。波長選択の方法として分光器を使用し、波長の掃引を行うことで透過率・反射率スペクトの測定が可能となったことで、信号感度だけでなくノイズの推定も可能となり、アイソマー探索実験装置全体のS／N比の推定が可能となった。実際に光学素子の特性評価を行った。現時点では、波長選択ミラーと透過型バンドパスミラーについて詳細な測定を行った。これをもとに、効率的にアイソマー状態探索実験の装置開発が進められると考えられる。

The aim of this study is to determine the target of higher-order QED process control, and to study the target migration. The difference between the atomic state and the substrate state is that the atomic nucleus is at a low level of 8.3eV, and the vacuum ultraviolet excitation is possible. The state of affairs is determined precisely. The light emitted from the de-excitation state is at a wavelength of about 150nm, and the light emitted from the de-excitation state is at a wavelength of about 150nm. The optical system is set up in vacuum. The optical system is composed of elements. Light transmission in the vacuum ultraviolet field is limited by medium, purity, and transmittance. The surface condition (smoothness and contamination) changes the reflectivity. The sensitivity of the signal field is not easy to estimate. The device for measuring the characteristics of each optical element in the vacuum ultraviolet field is developed. Wavelength selection: light source, photomultiplier tube, vacuum setting, optical path, pixel setting, optical path, optical path Wavelength selection methods include the use of spectrometers, wavelength sweep, transmittance, reflectance, signal sensitivity, and estimation of S/N ratio of the entire device. Evaluation of optical properties in real time Current point, wavelength selection, transmission type, detailed measurement With this in mind, device development for efficient and effective state exploration is advancing and testing is continuing.

项目成果

ウィーン工科大学(オーストリア)

维也纳科技大学（奥地利）

X-ray pumping of the 229Th nuclear clock isomer

• DOI: 10.1038/s41586-019-1542-3
• 发表时间: 2019-09-12
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Masuda, Takahiko;Yoshimi, Akihiro;Yoshimura, Koji
• 通讯作者: Yoshimura, Koji

Absolute X-ray energy measurement using a high-accuracy angle encoder

使用高精度角度编码器进行绝对 X 射线能量测量

• DOI: 10.1107/s1600577520014526
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Synchrotron Radiation
• 影响因子: 2.5
• 作者: Masuda Takahiko;Watanabe Tsukasa;Beeks Kjeld;Fujimoto Hiroyuki;Hiraki Takahiro;Kaino Hiroyuki;Kitao Shinji;Miyamoto Yuki;Okai Koichi;Sasao Noboru;Seto Makoto;Schumm Thorsten;Shigekawa Yudai;Tamasaku Kenji;Uetake Satoshi;Yamaguchi Atsushi;Yoda Yoshitaka;Yo
• 通讯作者: Yo

トリウム229アイソマー準位からの真空紫外光探索実験の現状

钍229异构体水平的真空紫外光搜索实验现状

• 发表时间: 2020
• 作者: T. Masuda;A. Yoshimi;A. Fujieda;H. Fujimoto;H. Haba et al.;平木貴宏
• 通讯作者: 平木貴宏

Energy response of X-rays under high flux conditions using a thin APD for the energy range of 6?33 keV

高通量条件下使用薄 APD 的 X 射线能量响应，能量范围为 6?33 keV

• DOI: 10.1016/j.nima.2018.10.029
• 发表时间: 2019
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
• 作者: Masuda T.;Hiraki T.;Kaino H.;Kishimoto S.;Miyamoto Y.;Okai K.;Okubo S.;Ozaki R.;Sasao N.;Suzuki K.;Uetake S.;Yoshimi A.;Yoshimura K.
• 通讯作者: Yoshimura K.