小林淳 理学研究科 特定准教授（兼? 科学技术振兴机构（ 闯厂罢）さきがけ専任研究者）、井上慎 大阪市立大学教授ら の研究グループは、极低温の分子を用いた精密分光実験により、物理定数である电子と阳子の质量比（1836分の1程度）の不変性の検証を行い、1年あたりの変化率を100兆分の1の精度で検証することに成功しました。これは分子を用いた最も高精度な検証実験になります。
本研究グループはこれまでの研究で、极低温の分子を生成し、さらに振动や回転などの分子の自由度を制御する技术を开発していました。今回の研究ではそれを电子阳子质量比の不変性検証に応用しました。特に、电子阳子质量比の変化に敏感な準位と钝感な準位が近接している组み合わせを见出し、それらの间のエネルギー差を高精度に分光测定することで、検証を行いました。これらの準位を用いることにより、测定する周波数の精度に対して、1.5万倍も増幅された精度で电子阳子质量比の不変性が検証されます。测定の结果、常温の分子を使った测定よりも5倍以上高精度な検証を実现しました。
今后は极低温の分子をレーザー光で真空中に保持することによって、さらなる高精度化が期待されます。现在、2～3桁の精度向上に向けた新たな装置を开発中です。基础物理定数の不変性検証の実験をダークマター探索の研究に応用する研究も进められるなど、今后の基础物理学への贡献が期待されます。
本研究成果は、2019年8月21日に、国際学術誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。
図：本研究における実験の概要図
详しい研究内容について
书誌情报
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J. Kobayashi, A. Ogino & S. Inouye (2019). Measurement of the variation of electron-to-proton mass ratio using ultracold molecules produced from laser-cooled atoms. Nature Communications, 10:3771.
- 科学新聞（9月13日 1面）に掲載されました。
