サブミリメートル領域での重力法則検証による余剰次元探査

点击翻译按钮获取中文摘要

量子論と相対論を統一的に理解する試みに量子重力理論(超弦理論やM理論を含む)と呼ばれるものがある。これらの理論において、われわれの宇宙は時間座標tと空間座標(x, y, z)だけではなく、複数の余剰次元で記述される可能性があると指摘されている。そして余剰次元が存在し、そのコンパクト化の最大のスケールがRであるとすれば、重力は余剰次元にも染み出すので、その影響によって重力の逆二乗則は距離R以下の領域で成り立たない(電磁場は余剰次元への染み出しがないので逆二乗則がすべてのスケールで成り立つ)とも言われている。通常の量子重力理論ではコンパクト化はプランクスケール10^<-34>m程度とされているが、中にはコンパクト化の最大のスケールがサブミリメートル領域10^<-4>～10^<-3>mに達するとするモデルもある。そういったモデルが正しければ、重力の逆二乗則はサブミリメートル領域で破れていることになる。そこで、本研究は重力の逆二乗則の破れをこのサブミリメートル領域で検証することによってこの領域で余剰次元を探査し、量子重力理論に制限を付けることを目的とした。ヌル測定と呼ばれる手法による重力法則の検証が本研究の特徴となっている。世界初の完全なヌル実験による検証で、これまでにない精度での検証が可能であると考えた。本年度はヌル測定によるデータの収集および解析を完了させた。その結果、想定されたよりも雑音レベルが高く、目標とする感度を得るために何らかの対策が必要と結論付けた。その対策としてまず挙げられたのが熱雑音および変位センサーの感度向上であると考え、それらの開発に取り組んだ。以上の成果について日本物理学会で口頭発表を行った。また近日中に投稿論文として公表する予定である。