藤田智弘 理学研究科?日本学術振興会特別研究員、長野晃士 東京大学博士課程学生、道村唯太 同助教、小幡一平 同特任研究員は、レーザー干渉計を用いてアクシオン暗黒物質の探査を行う新しい手法を考案しました。
宇宙を満たす暗黒物质の候补の一つとして「アクシオン」と呼ばれる粒子が注目されています。アクシオンには、直线偏光を持つ光の偏光面を回転させる性质があります。レーザー干渉计を用いて、レーザー光の偏光回転を精密に测定することで、アクシオンが光に与える影响の度合いを表す「结合定数」を测定できます。
今回提案された新手法は、强磁场発生装置などの复雑な装置が不要であるため、既に建设されているレーザー干渉计に広く适用することができます。现在、世界で建设されている最も精度の高いレーザー干渉计の一つが重力波望远镜です。本手法は、重力波望远镜の光検出部に偏光测定用の装置を取り付けるだけでよく、重力波観测を妨げません。重力波望远镜に本手法を适用すると、结合定数をこれまでより10倍以上高い精度で测定できるようになり、暗黒物质としてのアクシオンの兆候を発见できる可能性があります。また、発见できない场合にも、これまでの测定の上限値を大きく更新できます。
本研究成果は、2019年9月14日に、国際学術誌「Physical Review Letters」のオンライン版に掲載されました。
図：ファブリ?ペロー干渉计を用いたアクシオン探査実験のイメージ図
详しい研究内容について
书誌情报
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Koji Nagano, Tomohiro Fujita, Yuta Michimura, and Ippei Obata (2019). Axion Dark Matter Search with Interferometric Gravitational Wave Detectors. Physical Review Letters, 123(11):111301.
