研究内容
超冷中性子の電気双極子モーメントの大きさを測定することにより、時間反転対称性の検証を行う
超冷中性子の生成 (スーパーサーマル法)
数100MeVの陽子ビームによるスパレーション反応でmeV領域の冷中性子を発生し、超流動ヘリウムのフォノン散乱により100neV領域のUCNに変換している。 UCN実験で決め手となるUCN密度は、現在世界最高強度である。
中性子電気双極子モーメントの測定
超冷中性子（UCN）は、微弱な力に敏感である。 電場中での超冷中性子スピンの才差運動の観測から、EDMを測定できる。 本グループは世界最強のUCN源と次世代EDM測定法を用いて、測定感度を１‐２桁改善し、 時間反転対称性を破る力を解明し、宇宙における物質創成の謎を解明しようとしている。
中性子は大きさ1.91μB の磁気双極子モーメントを持つ。
このため中性子は磁場中で最差運動を行う。
この最差運動の周期は磁気双極子モーメントの大きさと磁場の大きさに比例する。
同様に電場中での電気双極子モーメントも最差運動を行う。
電場・磁場の両方が存在する系で、中性子の最差運動の周波数を測定し、
磁場のみがある系との周波数の違いを測定することにより、電気双極子モーメントの大きさを測ることができる。
ラムゼー共鳴法
中性子の最差運動の様子はラムゼー共鳴法を用いて観測する。 ラムゼー共鳴法とは磁場・電場中で最差運動させる前後に振動磁場をかけることで起きる共鳴現象である。 中性子の最差運動の振動数と等しい振動数の振動磁場を加えたとき、共鳴の深さが最大となる。 振動磁場の周波数を変化させることで、中性子の最差運動の周波数の変化を測定する。