論文 - 清水　裕彦

(n,γ)反応のスピン相関項測定のためのIn-situ SEOPシステムの開発 Open Access

奥泉 舞桜, 浅井 寛太, 猪野 隆, 遠藤 駿典, 奥 隆之, 奥平 琢也, 加倉井 和久, 河村 しほり, 北口 雅暁, 木村 敦, 小林 龍珠, 清水 裕彦, 髙田 秀佐, 髙橋 慎吾, NOPTREX コラボレーション

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 598 - 598   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>原子核の中性子共鳴吸収反応における対称性の破れの増幅はs-p混合モデルによって説明される。s-p混合モデルは(n,γ)反応の運動量・スピン角相関を定式化しており、それらの測定によりモデルの検証が可能である。本発表ではスピンを含む角相関を測定するためにJ-PARC MLF ANNRIに導入予定である3軸方向に中性子を偏極可能なIn-situ SEOPシステムの開発の現状について報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_598

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CiNii Research

J-PARC/BL05における中性子寿命測定実験：NaI検出器を用いたγ線背景事象の測定とCO2ガスによる物理測定解析 Open Access

市川 豪, 不破 康裕, 長谷川 拓郎, 広田 克也, 星野 公邦, 細川 律也, 猪野 隆, 岩下 芳久, 北口 雅暁, 古賀 淳, 松崎 俊, 三島 賢二, 茂木 駿紀, 音野 瑛俊, 關 義親, 関場 大一郎, 嶋 達志, 清水 春樹, 清水 裕彦, 角 直幸, 角野 浩史, 谷田 征輝, 山下 了, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 284 - 284   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子寿命は素粒子・宇宙物理学における重要なパラメータであるが、UCN storage法（878.4±0.5 s）とproton count法（888.0±2.0 s）で測定値が4.6σずれているという問題がある。我々はJ-PARC MLF BL05においてTPCを用いた新しい手法の実験を行っている。本講演では、系統誤差の主要項であるγ線背景事象を決定するためのNaI検出器による測定およびCO2ガスを用いた物理測定について発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_284

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CiNii Research

J-PARC/BL05における中性子寿命測定実験：2つの動作ガス圧力条件での中性子寿命解析 Open Access

茂木 駿紀, 不破 康裕, 広田 克也, 細川 律也, 市川 豪, 猪野 隆, 北口 雅暁, 三島 賢二, 音野 瑛俊, 關 義親, 関場 大一郎, 嶋 達志, 清水 春樹, 清水 裕彦, 角 直幸, 谷田 征輝, 山下 了, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 217 - 217   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子寿命は素粒子・宇宙物理学における重要なパラメータであるが、その測定値にはUCN storage法・proton count法という2つの測定手法間で4.6σの乖離がある。我々は中性子寿命乖離問題の解決を目指して先行実験とは異なる手法による寿命測定実験をJ-PARC MLFのBL05において行なっている。本講演では、2種類のTPC動作ガス圧力での測定データを解析した結果について報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_217

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CiNii Research

J-PARC/BL05における中性子寿命測定実験：2023年までの解析結果 Open Access

茂木 駿紀, 不破 康裕, 長谷川 拓郎, 広田 克也, 星野 公邦, 細川 律也, 市川 豪, 猪野 隆, 岩下 芳久, 北口 雅暁, 古賀 淳, 松崎 俊, 三島 賢二, 音野 瑛俊, 關 義親, 関場 大一郎, 嶋 達志, 清水 春樹, 清水 裕彦, 角 直幸, 角野 浩史, 谷田 征輝, 山下 了, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 285 - 285   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子の寿命は素粒子物理学・宇宙物理学における重要なパラメータの一つである。これまで中性子寿命の測定はproton count法とUCN storage法という2つの手法で行われてきており、この2手法の測定値間には9.5秒の乖離が存在している。この寿命乖離問題の解決を目指し、先行実験とは異なる手法での寿命測定実験をJ-PARC MLFのBL05にて行なっている。本講演では2023年までに測定したデータを解析して得られた中性子寿命の値を報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_285

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CiNii Research

¹³⁹Laを用いた複合核共鳴反応におけるパリティ非保存量の終状態依存性の測定 Open Access

後藤 優, 猪野 隆, 遠藤 駿典, 奥 隆之, 奥平 琢也, 奥泉 舞桜, 河村 しほり, 北口 雅暁, 酒井 健二, 嶋 達志, 清水 裕彦, 高田 秀佐, 高橋 慎吾, 南部 太郎, 中部 倫太郎, 藤家 拓大, 藤岡 宏之, 吉岡 瑞樹, NOPTREX collaboration

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 416 - 416   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>^139^La,^131^Xe,^117^Snなどの原子核が中性子を共鳴吸収し複合核状態を形成する反応において、空間反転対称性の破れが大幅に増幅される現象が観測されている。この増幅効果を用いて時間反転対称性の破れを高感度で探索する実験が計画されており、増幅機構の解明が急務である。複合核モデルの検証を目的として、我々は今年度5月に^139^Laと中性子の反応における空間反転非保存量の終状態依存性の測定を行った。本発表ではその解析結果を発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_416

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CiNii Research

J-PARC/BL05における中性子寿命測定実験：γ線背景事象による系統誤差の決定 Open Access

市川 豪, 不破 康裕, 広田 克也, 細川 律也, 猪野 隆, 北口 雅暁, 三島 賢二, 茂木 駿紀, 音野 瑛俊, 關 義親, 関場 大一郎, 嶋 達志, 清水 春樹, 清水 裕彦, 角 直幸, 谷田 征輝, 山下 了, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 216 - 216   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子寿命は素粒子・宇宙物理学における重要なパラメータであるが、UCN storage法（878.4±0.5 s）とproton count法（888.0±2.0 s）で測定値が4.6σずれているという問題がある。我々はJ-PARC/MLF BL05においてTPCを用いた新しい手法の実験を行っている。本講演では、実験・理論における中性子寿命に関連する物理の現状、主要な不確かさを生み出すγ線背景事象による系統誤差の決定法について発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_216

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CiNii Research

中性子透過実験を用いた時間反転対称性の破れにおける到達可能な探索感度 Open Access

中部 倫太郎, 遠藤 駿典, 藤岡 宏之, 猪野 隆, 河村 しほり, 北口 雅暁, 奥 隆之, 奥平 琢也, 奥泉 舞桜, 嶋 達志, 清水 裕彦, 高田 秀佐, 高橋 慎吾, 吉岡 瑞樹, NOPTREX collaboration

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 415 - 415   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>低エネルギー中性子と原子核の反応では、複合核共鳴を経由することにより大きな空間反転対称性の破れが観測されている実験事実がある。それと同様の機構が働くならば、時間反転対称性の破れが高感度に探索できる可能性がある。入射中性子エネルギー0.75eVのp波共鳴に対して大きな空間反転対称性の破れが観測されている^139^Laを標的とした、中性子透過実験による時間反転対称性の破れの到達可能な探索感度について報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_415

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CiNii Research

中性子透過実験による¹²⁹Xe+nのs波共鳴でのスピン依存性の測定 Open Access

萩原 直紀, 猪野 隆, 及川 健一, 及川 峻矢, 奥 隆之, 奥平 琢也, 北口 雅暁, 小林 龍珠, 酒井 健二, 清水 裕彦, 高田 秀佐, 高橋 慎吾, 土川 雄介, 原田 正英, 藤岡 宏之

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 593 - 593   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子と原子核の強い相互作用のスピン依存性は中性子と原子核のそれぞれのスピンの内積に比例する断面積をもたらし、これを測定することにより複合核共鳴状態のスピンを直接決定することができる。本研究では^129^Xe+nの9.57eVにおけるs波共鳴に焦点を当て、J-PARC・MLFの偏極熱外中性子ビームと偏極させたXeセルを使用し実験を行った。本講演では^129^Xe+nでのスピン依存性とそれを利用して求めたXeの偏極率決定について議論していく。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_593

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CiNii Research

ミュオニックヘリウム超微細構造測定精度向上に向けた負ミュオン再偏極の研究 Open Access

後藤 優, 福村 省三, ストラッサー パトリック, 浅井 寛太, 東 琉都, 猪野 隆, 奥 隆之, 奥泉 舞桜, 奥平 琢也, 河村 しほり, 神田 聡太郎, 北口 雅暁, 清水 裕彦, 下村 浩一郎, 多田 紘規, 鳥居 寛之, 西村 昇一郎

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 1063 - 1063   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>ミュオニックヘリウム(4Heμ-e-)基底状態の超微細構造間隔が精密に測定されれば、3体系QEDの検証や負のミュオン磁気モーメントの高精度決定が可能となる。発表者は精度を向上させるためにスピン交換光ポンピング(SEOP)法を用いてミュオニックヘリウム原子を再偏極させることで、ミュオンカスケード過程で失われた負ミュオン偏極率を回復させる手法を研究している。本講演では5月に行われた新しい負ミュオン再偏極手法(Hybrid-SEOP)による再偏極効率についての実験と、その解析について発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_1063

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CiNii Research

Vナノ粒子を用いた未知短距離力探索のための中性子小角散乱測定とデータ解析 Open Access

廣本 政之, 近藤 亮太, 嶋 達志, 中部 倫太郎, 清水 裕彦, 広田 克也, 猪野 隆, 三島 賢二, 北口 雅暁, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 418 - 418   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>到達距離数mm以下の未知短距離力が大きな余剰次元理論等によって示唆されている。ナノメートル領域での未知相互作用を探索するため、探索領域のスケールと同程度の サイズを持つナノ粒子標的を用いた中性子小角散乱実験(SANS)をJ-PARC/MLF/BL05において推進中である。 主なバックグラウンド源となる核散乱を低減させるため干渉性核散乱長が最も小さい元素のひとつであるバナジウム元素を用いたV及びV-Ni合金ナノ粒子の開発をRF熱プラズマ法により実施した。作成した平均直径40nmのV及びV-Ni合金ナノ粒子の内、平均的な干渉性核散乱長が最も小さくできたのはＶナノ粒子であり、元素分析の結果から予測される値は+0.724fmとなる。本講演では、作成したVナノ粒子のSANS測定の結果とMCシミュレーションとの比較から未知の短距離力に対する上限値を報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_418

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CiNii Research

Vナノ粒子を用いたSANS実験による未知短距離力探索のためのデータ解析2 Open Access

廣本 政之, 近藤 亮太, 嶋 達志, 中部 倫太郎, 清水 裕彦, 広田 克也, 猪野 隆, 三島 賢二, 北口 雅暁, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 600 - 600   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>到達距離数mm以下の未知短距離力が大きな余剰次元理論等によって示唆されている。ナノメートル領域での未知相互作用を探索するため、ナノ粒子標的を用いた中性子小角散乱(SANS)による探索実験をJ-PARC/MLF/BL05において推進中である。 　干渉性核散乱長が最も小さい元素のひとつであるVナノ粒子を用いたSANS実験を行った。未知の短距離力に対する運動量移行依存性について、MCシミュレーションの計算で主な系統誤差となるナノ粒子の粒径についてSEM画像とSAXSの異なる分析方法によって求めた。本公演では未知の短距離力の上限値を粒子サイズの系統誤差を評価に含めた結果を報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_600

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原子核乾板による重力場中の超冷中性子の量子状態の観測 Open Access

長縄 直崇, 有賀 智子, 日野 正裕, 広田 克也, 市川 豪, 川崎 真介, 北口 雅曉, 三島 賢二, 武藤 直人, 中村 光廣, 陳 乾, 佐藤 修, 清水 裕彦

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 287 - 287   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>重力場中の超冷中性子の位置分布は、重力、重力と量子力学の関係、重力質量と慣性質量の等価性、未知の短距離力の存在の有無などに関する情報を含んでいる。 この位置分布を精密に測定するために100 nm未満の高い分解能を持つ超冷中性子用原子核乾板を開発した。2021年にラウエ・ランジュバン研究所にて高精度で取得した位置分布の最新の解析結果について報告するとともに、弱い等価原理の検証実験の可能性についても論じる予定である。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_287

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CiNii Research

磁場でのミュオニウム超微細構造精密測定に向けたミュオンビーム分布の評価 Open Access

阿部 充志, 奥平 琢也, 神田 聡太郎, 北口 雅暁, 後藤 優, 清水 裕彦, 下村 浩一郎, 鳥居 寛之, 西村 昇一郎, 福村 省三, 山中 隆志, MuSEUM collaboration

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 206 - 206   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>J-PARCのMuSEUM (Muonium Spectroscopy Experiment Using Microwave)共同研究は、ミュウオニウム原子の基底状態の超微細構造を精密に測定することを目的としている。以前行われたほぼゼロ磁場での測定では、超微細遷移の共鳴を160ppbの相対精度で観測することに成功した。次のステップとして、高強度ミュオンビームライン(H-line)と高磁場(1.7 T)を用いた測定を行い、1 ppbの精度を達成する予定である。 本講演では、高磁場におけるミュオニウム超微細構造の精密測定に向けた実験システムの開発内容について発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_206

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CiNii Research

水素吸蔵Vナノ粒子の中性子小角散乱による未知相互作用探索2 Open Access

近藤 亮太, 廣本 政之, 嶋 達志, 中部 倫太郎, 清水 裕彦, 北口 雅暁, 猪野 隆, 三島 賢二, 広田 克也, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 599 - 599   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>我々の研究グループでは、中性子の干渉性散乱を利用して、サブミクロンスケールにおける未知相互作用の探索を行っている。 この実験ではバックグランドである核力散乱を低減させるために、ナノ粒子に含まれる酸素量を減らしたサンプルを作成し、茨城県東海村にあるJ-PARC(大強度陽子加速器施設)で中性子小角散乱実験を行った。 本講演では、この実験結果について述べる。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_599

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CiNii Research

水素吸蔵Vナノ粒子の中性子小角散乱による未知相互作用探索 Open Access

近藤 亮太, 廣本 政之, 嶋 達志, 中部 倫太郎, 清水 裕彦, 北口 雅暁, 猪野 隆, 三島 賢二, 広田 克也, 吉岡 瑞樹

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 419 - 419   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>我々の研究グループでは、中性子の干渉性散乱を利用して、サブミクロンスケールにおける未知相互作用の探索を行っている。 この実験のバックグラウンドである核力散乱を低減させるために、バナジウムナノ粒子に水素を吸蔵させたサンプルを作成し、茨城県東海村にあるJ-PARC(大強度陽子加速器施設)で中性子小角散乱実験を行った。 本講演では、この実験結果について述べる。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_419

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CiNii Research

時間反転対称性の破れの探索に向けた¹³¹Xeの偏極率測定手法の開発 Open Access

萩原 直紀, 猪野 隆, 奥 隆之, 奥平 琢也, 北口 雅暁, 後藤 優, 清水 裕彦, 高田 秀佐, 高橋 慎吾, 藤岡 宏之

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 417 - 417   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>現在CP対称性とT対称性の破れの等価性を用いた物理探索が計画されている。空間反転対称性の破れが増幅されている^131^Xe＋nなどの複合核共鳴状態では、時間反転対称性の破れも同時に起きることが示唆されている。本研究の目的は^131^Ｘeを偏極させ、その偏極測定手法を開発するものである。本研究では^129^Xeを測定し、^129^Xeおよび^131^Xeの自由減衰振動を比較することで^131^Xeの偏極率の絶対値を決定することに成功した。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_417

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CiNii Research

広帯域多層膜冷中性子干渉計の現状 Open Access

南部 太郎, 藤家 拓大, 日野 正裕, 市川 豪, 北口 雅暁, 三島 賢二, 關 義親, 清水 裕彦

日本物理学会講演概要集   79.1 巻 ( 0 ) 頁： 420 - 420   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子干渉計は、中性子波動を二経路に分離し重ね合わせることで、二経路間のポテンシャル差を位相差として測定するものであり、これまで基礎物理分野に重要な成果を挙げてきた。 我々はパルス中性子源J-PARC,MLFにて中性子多層膜ミラーを使った干渉計実験を行い、既存の干渉計よりも一桁高い測定感度を実現した。 使用中性子を20倍に増加させられる広帯域多層膜ミラーを開発した。広帯域ミラー実装の干渉計の開発の現状について発表する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.1.0_420

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CiNii Research

多層膜冷中性子干渉計を使ったガス試料の核散乱長測定 Open Access

南部 太郎, 藤家 拓大, 日野 正裕, 細畠 拓也, 市川 豪, 北口 雅暁, 三島 賢二, 關 義親, 清水 裕彦, 山形 豊

日本物理学会講演概要集   79.2 巻 ( 0 ) 頁： 594 - 594   2024年

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記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

<p>中性子干渉計は、中性子波動を二経路に分離し重ね合わせることで、二経路間のポテンシャル差を位相差として測定するものであり、これまでSiによる干渉計によって数多くの重要な成果を挙げてきた。 我々は世界で初めてパルス中性子源J-PARC MLF BL05にて中性子多層膜ミラーによる干渉計実験を行い、数核種の固体試料において測定した核散乱長が過去の文献と一致することを確認した。 本年5月末にガス試料を使った核散乱長の測定を予定しており、発表ではその結果の詳細について報告する。</p>

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.79.2.0_594

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CiNii Research

Improved Measurements of Muonic Helium Ground-State Hyperfine Structure at a Near-Zero Magnetic Field Open Access

Strasser P., Fukumura S., Iwai R., Kanda S., Kawamura S., Kitaguchi M., Nishimura S., Seo S., Shimizu H.M., Shimomura K., Tada H., Torii H.A.

Physical Review Letters   131 巻 ( 25 )   2023年12月

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出版者・発行元：Physical Review Letters  

Muonic helium atom hyperfine structure (HFS) measurements are a sensitive tool to test the three-body atomic system and bound-state quantum electrodynamics theory, and determine fundamental constants of the negative muon magnetic moment and mass. The world's most intense pulsed negative muon beam at the Muon Science Facility of the Japan Proton Accelerator Research Complex allows improvement of previous measurements and testing further CPT invariance by comparing the magnetic moments and masses of positive and negative muons (second-generation leptons). We report new ground-state HFS measurements of muonic helium-4 atoms at a near-zero magnetic field, performed for the first time using a small admixture of CH4 as an electron donor to form neutral muonic helium atoms efficiently. Our analysis gives Δν=4464.980(20) MHz (4.5 ppm), which is more precise than both previous measurements at weak and high fields. The muonium ground-state HFS was also measured under the same conditions to investigate the isotopic effect on the frequency shift due to the gas density dependence in He with CH4 admixture and compared with previous studies. Muonium and muonic helium can be regarded as light and heavy hydrogen isotopes with an isotopic mass ratio of 36. No isotopic effect was observed within the current experimental precision.

DOI： 10.1103/PhysRevLett.131.253003

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Demonstration of simultaneous measurement of the spin rotation of dynamically-diffracted neutrons from multiple crystal planes using pulsed neutrons

Itoh S., Fukumura S., Fujiie T., Kitaguchi M., Shimizu H.M.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment   1057 巻   2023年12月

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出版者・発行元：Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment  

The strong electric field inside a crystal interacting with dynamically-diffracted neutrons by a single crystal can be used in experiments to search for the electric dipole moment of neutrons. This intra-crystal electric field can be evaluated from the neutron spin rotation derived from the dynamical diffraction. Neutron spin rotations from multiple crystal planes were observed simultaneously using pulsed neutrons with a single SiO<inf>2</inf> crystal. The spin rotation of dynamically-diffracted neutrons from (110)-crystal plane with the symmetric Laue configuration was consistent with the spin rotation calculated from the intra-crystal electric field reported by the previous experiments. In addition, the spin rotation was also studied for the (02̄1)-, (011)- and (111̄)-crystal planes, which are asymmetric Laue configurations. There have been no previous studies of spin rotations or intra-crystal electric fields on these crystal planes. The experimental results suggest that spin rotation can occur even on crystal planes where it was previously thought that the spin rotation could not occur due to zero intra-crystal electric field. This information is important to study the sensitivity and the systematic uncertainties in nEDM search experiments by crystal diffractions.

DOI： 10.1016/j.nima.2023.168734

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