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1950

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1980

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2000

2010

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UCN ΨΠυͷද໘Ͱ൓ࣹ͞ΕΔࡍʹɼͦͷҰ෦͕นʹΔɻͦͷण໋ τβ ͸໿ 880 ඵͰ͋Δ [17]ɻUCN ‫಺ݯ‬෦

‫·ؚ‬ΕΔ‫ʹ֩ࢠݪ‬ΑΔ‫ٵ‬ऩ΍ΞοϓࢄཚʹΑࣦͬͯΘΕ

ͷ UCN ͸ɼϕʔλ่յʹՃ͑ͯ (1) He-II தͷϑΥϊϯ

ΔաఔΛࢦ͢ɻͦͷण໋ τwall ͸ද໘ͷԚΕ΍‫ٵ‬ணਫૉʹΑΔΞοϓࢄཚɼ(2) UCN ΨΠυதͷϔϦ΢ϜΨεʹ

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ΑΔࢄཚɼ(3) ෆ७෺ͱͯ͠‫·ؚ‬ΕΔϔϦ΢Ϝ 3 ʹΑΔయ‫ܕ‬తʹ τwall ∼ 100 ඵఔ౓Ͱ͋Δɻ‫ٵ‬ऩɼ(4) น໘ଛࣦʹΑࣦͬͯΘΕΔͨΊɼUCN ण໋͸
ϕʔλ่յͷण໋ΑΓ΋ͣͬͱ୹͘ͳΔɻ͸·ͣ (1) Ͱ͋Δ͕ɼUCN ͸ He-II தͷϑΥϊϯΛҰఆͷ֬཰Ͱ࠶‫ٵ‬ऩ͢Δ͜ͱͰΤωϧΪʔΛಘͯՃ଎͠ɼ
‫ʹ֎ܥ‬ඈࢄ͢Δɻ͜ͷϑΥϊϯʹΑΔΞοϓࢄཚʹ͓͚
Δଛࣦ֬཰͸ He-II Թ౓ͷ 7 ৐ʹൺྫ͢Δ [18]ɻ͜ͷաఔͷ UCN ण໋Λ τph ͱ͢Δͱɼ
−1
τph= B T7Ҏ্Λ·ͱΊΔͱɼUCN ‫಺ݯ‬෦ʹ͓͚Δ UCN ण໋ τ
−1
−1
−1
−1
τ −1 = τph+ τgas+ τabs+ τwall+ τβ−1(9)Ͱද͞ΕΔɻHe-II ํࣜͷ৔߹ɼτ ͸਺ेඵ͔Β 100 ඵఔ౓͕ୡ੒ՄೳͰ͋ΔɻsD2 ํࣜͷ৔߹ɼsD2 தͷ UCN ଛࣦ͸ He-II தͷͦΕΑΓ΋ͣͬͱେ͖͘ɼUCN ण໋͸େ෯ʹ୹͘ͳΔɻ࣮

(6)‫ʹݧ‬ΑΔଌఆͰ͸ τsD2 ≈ 30 ϛϦඵͰ͋Δ [21, 22]ɻUCN ີ౓ ρ ͸୯Ґମੵɾ୯Ґ࣌ؒ౰ͨΓͷ UCN ੜ੒

ͱͳΔɻB ≈ 8 × 10−3 s−1 K−7 Ͱ͋ΔɻT ͸ He-II ͷԹ਺ P ͱ UCN ण໋ τ ͷੵͰ‫·ٻ‬Δɻ͢ͳΘͪ ρ = P · τͰ τph = 125 ඵɼT = 1.2 K Ͱ͸ τph = 35 ඵͱͳΔɻ

ण໋͕ಘΒΕΔ He-II ํࣜͷํ͕େ͖͘ͳΔɻ౓Λද͢ɻT = 0.8 K ͳΒ͹ τph = 600 ඵɼT = 1.0 K͕ͨͬͯ͠ɼHe-II ͷԹ౓͸Ͱ͖Δ͚ͩ௿͘อͭ͜ͱ͕
๬·͍͠ɻͱͳΔɻ͕ͨͬͯ͠ɼ࠷ऴతͳ UCN ີ౓͸ɼ௕͍ UCN

5
15

5.3

RCNP Ͱͷ UCN ‫ݯ‬ͷ։ൃas100000‫ݯ‬͸ RCNP ͷϦϯάαΠΫϩτϩϯͷ 400 W (400 MeV

× 1 µA) ཅࢠϏʔϜϥΠϯ্ʹઃஔ͞Εɼ2002 ೥ɼॳ

Delay 0sa

Delay 20s
Beam ON
40s

10000

Delay 100s

N

Delay 150s

Counts / s / cycle‫ݯ‬ͷ։ൃ͕ਐΊΒΕ͖ͯͨ [23]ɻ͜ͷϓϩτλΠϓ UCN

aDelay 50s

1990 ೥୅‫ޙ‬൒ΑΓɼKEK ͓Αͼେࡕେֶ֩෺ཧ‫ڀݚ‬ηϯλʔ (RCNP) Ͱ He-II Λ༻͍ͨϓϩτλΠϓ UCNe

Ίͯͷ UCN ੜ੒ʹ੒ޭͨ͠ [24]ɻ͜ͷ࣌ͷ He-II Թ౓

Delay 200s

1000

Delay 250s

100

10

3

͸ 1.2 KɼUCN ີ౓ ρexit = 0.7 UCN/cm ɼUCN ण໋τ = 14 ඵ Ͱ͋ͬͨ (ρexit ͸ UCN ‫ݯ‬ͷ UCN औग़‫ʹޱ‬10͓͚Δ஋)ɻ

50

100

150

200

250

300

350

Time [s]ͦͷ‫ޙ‬ɼྫྷ٫ೳྗͷվળʹΑΓ He-II Թ౓Λ 0.8 K ·Ͱ௿Լͤͨ͞ଞɼϔϦ΢Ϝ 3 ʹΑΔ UCN ଛࣦΛऔΓਤ 7: RCNP ϦϯάαΠΫτϩϯͷ 400 W ཅࢠϏʔϜআͨ͘Ίͷ௒ߴ७౓ϔϦ΢Ϝ 4 ͷಋೖɼUCN ΨΠυͷΛ 40 ඵؒরࣹͨ࣌͠ͷ UCN Χ΢ϯτɻUCN ੜ੒‫͔ޙ‬ϕʔΩϯά͓ΑͼΞϧΧϦ୤ࢷʹΑΔද໘ચড়ʹΑΓɼΒҟͳΔλΠϛϯάͰ UCN όϧϒΛ։์ͨ͠ࡍͷσʔ

3

ρexit = 26 UCN/cm ɼτ = 81 ඵ Λୡ੒ͨ͠ [25]ɻ

λ͕ॏͶͯඳ͔Ε͍ͯΔɻ

ਤ 6 ʹϓϩτλΠϓ UCN ‫ݯ‬ͷߏ଄Λࣔ͢ɻUCN ͸֩ഁࡅதੑࢠΛྫྷ٫͢Δ͜ͱͰੜ੒͢ΔɻUCN ‫ݯ‬͸Ԗ
10 5ඪతͷ௚্ʹઃஔ͞Ε͓ͯΓɼϦϯάαΠΫϩτϩϯ͔֩ഁࡅ൓ԠʹΑΓߴ଎தੑࢠΛൃੜͤ͞Δɻൃੜͨ͠ߴ
଎தੑࢠ͸·ͣৗԹॏਫʹΑͬͯ‫ݮ‬଎͞Εɼ೤தੑࢠͱ
ͳΔɻ͞Βʹɼ20 K ‫ݻ‬ମॏਫதͰྫྷதੑࢠͷΤωϧΪʔd

UCN CountsΒӡ͹Ε͖ͯͨ 400 W ཅࢠϏʔϜ͸Ԗඪతʹিಥͯ͠= 80.9 ± 0.4 sec

10 4ྖҬ·Ͱྫྷ٫͞ΕΔɻ͜ͷྫྷதੑࢠ͸ He-II தͰϑΥϊϯࢄཚʹΑΓ UCN ͱͳΓɼUCN ൃੜ༰‫ث‬தʹด͡ࠐΊΒΕΔɻͦͷ‫ޙ‬ɼUCN ΨΠυΛ௨ͬͯ UCN ‫઀ʹݯ‬ଓ͞Ε࣮ͨ‫૷ݧ‬ஔ·Ͱಋ͔ΕΔɻԖඪత͓Αͼॏਫ૧͸

0

50

100

άϥϑΝΠτͰ෴ΘΕ͓ͯΓɼதੑࢠΛ൓ࣹͯ͠ແବͳ
͘ར༻Ͱ͖ΔΑ͏ʹ͍ͯ͠Δɻ

150
Time (s)200250ਤ 8: UCN औΓग़͠ͷσΟϨΠͱ UCN ਺ɻUCN ‫಺ݯ‬Ͱͷ UCN ण໋͸͜ΕΛϑΟοτ͢Δ͜ͱʹΑΓ‫ٻ‬ΊΒ
UCN
バルブ

3He ポンプ

UCN ガイド

1K ヘリウムポンプ

超高純度
ヘリウム 44.2K
液体ヘリウム実験装置

ΕΔɻάϥϑ͸ [25] ΑΓసࡌɻ
ਤ 7 ͸ϓϩτλΠϓ UCN ‫ ʹݯ‬UCN ‫ݕ‬ग़‫ث‬Λ઀ଓ
͠ɼRCNP ͷϦϯάαΠΫτϩϯΛ༻͍ͯ 400 W ཅࢠϏʔϜΛ 40 ඵؒরࣹͨ࣌͠ͷ UCN ‫͋Ͱ਺ܭ‬ΔɻϏʔ

1K ポット

3He ポットϜরࣹத͸ UCN ΨΠυ্ʹઃஔ͞Εͨ UCN όϧϒΛ4K
reservoir

ดͯ͡ UCN Λ಺෦ʹஷΊࠐΈɼϏʔϜরࣹ‫ ʹޙ‬UCN
όϧϒΛ։͚ͯ UCN ΛऔΓग़͍ͯ͠ΔɻUCN ͸࣌ؒ
~2m
4K
reservoir
熱交換器άΛ஗ΒͤΔͱɼऔΓग़͞ΕΔ UCN ͷ਺͸‫ݮ‬গ͢Δɻ
ਤ 7 Ͱ͸ɼϏʔϜরࣹ‫ ʹޙ‬0 ∼ 250 ඵͷσΟϨΠΛ‫ڬ‬ΜͰόϧϒΛ։͚ͨ࣌ͷ UCN ਺ͷ‫ݮ‬গ͕ࣔ͞Ε͍ͯΔɻ

0.8K
He-II

ਤ 8 ͸ UCN ਺ΛσΟϨΠͷؔ਺ͱͯ͠ϓϩοτͨ͠΋ͷͰɼࢦ਺ؔ਺ͰϑΟοςΟϯά͢ΔࣄʹΑΓ UCN ण

20K D2O
300K D2O

グラファイトͱͱ΋ʹࣦΘΕΔͨΊɼUCN όϧϒΛ։͚ΔλΠϛϯ

陽子ビーム
鉛標的
~1m

໋ τ = 81 ඵ͕ಘΒΕͨɻ͜ͷ UCN ‫ Ͱݯ‬He-II Λੜ੒͢Δʹ͸ɼ·ͣ UCN ‫ݯ‬શମΛ Giﬀord-McMahon (GM) ྫྷౚ‫ॆͰػ‬෼༧ྫྷͨ͠
‫ޙ‬ɼ4 K reservoir Λ 4.2 K ͷӷମϔϦ΢ϜͰຬͨ͢ɻ͜

ਤ 6: ϓϩτλΠϓ UCN ‫ݯ‬ͷߏ଄616ͷӷମϔϦ΢ϜΛχʔυϧόϧϒΛհͯ͠ 1 K ϙοτʹྲྀ͠ɼਅۭϙϯϓʹΑΔ‫ݮ‬ѹͰ 1 K ఔ౓·Ͱྫྷ٫͢Δɻͦͷ‫ޙ‬ɼϔϦ΢Ϝ 3 Λྲྀͯ͠ 4 K reservoir ͱ 1 K ϙοτʹΑΔ༧ྫྷͰӷԽ͠ɼ3 He ϙοτͰਅۭϙϯϓʹΑΔ
‫ݮ‬ѹͰ 0.7 K ·Ͱྫྷ٫͢ΔɻϔϦ΢Ϝ 3 Λ࢖༻͢Δͷ͸ϔϦ΢Ϝ 4 ΑΓৠ‫ؾ‬ѹ͕ߴ͘ɼਅۭϙϯϓͰ‫ݮ‬ѹ͢Δࡍʹಉ͡ѹྗͰ͞Βʹ௿͍Թ౓ΛಘΒΕΔ͔ΒͰ͋Δɻ͜
ͷϔϦ΢Ϝ 3 ͸ϙϯϓ‫ޙ‬ճऩͯ͠॥‫ͤ͞؀‬Δɻ࠷‫ʹޙ‬ɼ௒ߴ७౓ϔϦ΢Ϝ 4 Λྲྀͯ͠ 4 K reservoir Ͱ༧ྫྷͨ͠
‫ޙ‬ɼ೤ަ‫ث׵‬Λհͯ͠ӷମϔϦ΢Ϝ 3 Ͱྫྷ٫ͯ͠ He-IIʹ͢ΔɻϏʔϜఀࢭதͷ He-II ͷԹ౓͸ 0.8 K ͱͳΔɻ

UCN ੜ੒தͷϏʔϜʹΑΔ He-II UCN ίϯόʔλʔ΁ͷ೤ෛՙ΋͜ͷ೤ަ‫ث׵‬Λհͯ͠ϔϦ΢Ϝ 3 ͷৠൃʹΑΓऔΓ‫ڈ‬ΒΕΔɻ
֩ഁࡅதੑࢠ‫ ͱݯ‬He-II UCN ίϯόʔλʔͷ૊Έ߹ΘͤʹΑΔ UCN ੜ੒Ͱ͸ɼ‫ࢠݪ‬࿍தੑࢠ΍֩ഁࡅதੑ
ࢠ‫͔ݯ‬ΒதੑࢠΨΠυͰྫྷதੑࢠΛ༌ૹͯ͠ He-II ʹ
ೖࣹ͢Δํࣜͱൺֱ͢Δͱɼதੑࢠ‫ ͕ݯ‬UCN ίϯόʔλʔΛ๬Ήཱମ͕֯େ͖͘ͳΔͨΊɼதੑࢠΛޮ཰Α͘ར༻͢Δ͜ͱ͕Ͱ͖Δɻͦͷ൓໘ɼϏʔϜরࣹதʹඪత͔Βൃੜ͢ΔΨϯϚઢ΍ɼߴ଎தੑࢠʹΑΓ He-II ༰‫ث‬͕์ࣹԽͯ͠ൃੜ͢ΔϕʔλઢʹΑΔ He-II ΁ͷ೤ྲྀೖ͕େ͖͘ͳΔɻͦͷ݁ՌɼHe-II ͷԹ౓্͕ঢͯ͠͠·ਤ 9: TRIUMF ͷઐ༻ϏʔϜϥΠϯ্ʹઃஔ͞Εͨϓ͏ͨΊɼHe-II ͷྫྷ٫ೳྗͷ֬อ͕ॏཁͰ͋Δɻ

ϩτλΠϓ UCN ‫ݯ‬ɻUCN ΨΠυͷઌ͸์ࣹઢःณϒ

RCNP Ͱͷ։ൃͰ͸ɼ400 W ϏʔϜরࣹ࣌ͷ೤ྲྀೖϩοΫͷ֎ʹઃஔ͞Εͨ UCN ‫ݕ‬ग़‫͍͕ͯͬͳͭʹث‬Δɻ͸໿ 150 mW Ͱ͋ΓɼHe-II ͷԹ౓্ঢ͸ 0.1 K ҎԼ
2000͔ͬͨɻ͔͠͠ɼTRIUMF Ͱ͸೤ෛՙ͕ 5∼10 W ·Ͱ

1800

૿େ͢Δͱ‫·ࠐݟ‬ΕΔͨΊɼHe-II ͷԹ౓্ঢͱͦΕʹ

1600

ΑΔ UCN ଛࣦͷ૿େΛͲͷΑ͏ʹͯ͠཈͑Δ͔͕໰୊

1400

ͱͳΔɻ

5.4

TRIUMF Ͱͷॳͷ UCN ੜ੒

Counts / s / cycleʹ཈͑ΒΕ͍ͯͨͨΊɼྫྷ٫ೳྗ͕໰୊ͱͳΔ͜ͱ͸ͳ

1000
800
600

λʔͷ૊Έ߹ΘͤʹΑΔ UCN ੜ੒๏͕࣮ূ͞Εͨɻ͞

400

Βʹ‫౓ڧ‬ͷߴ͍ཅࢠϏʔϜΛಘΒΕΔ TRIUMF ʹ UCN

200

RCNP Ͱ։ൃ͞ΕͨϓϩτλΠϓ UCN ‫ݯ‬͸ 2016 ೥ʹ TRIUMF ϔ༌ૹ͞Εɼ2017 ೥ॳΊʹ TRIUMF ͷ

UCN

1200

RCNP Ͱ͸֩ഁࡅதੑࢠ‫ ͱݯ‬He-II UCN ίϯόʔ‫ݯ‬Λઃஔ͢Δ͜ͱͰੈք࠷ߴ‫౓ڧ‬ͷ UCN ‫ݯ‬Λ‫ݐ‬ઃ͢Δɻ

Beam ON 60s

0

50

100

150

200

Time (s)UCN ઐ༻ཅࢠϏʔϜϥΠϯ্ʹઃஔ͞Εͨʢਤ 9ʣɻਤ 10: TRIUMF ͷαΠΫϩτϩϯΛ༻͍ͯ 1 µA ͷཅϏʔϜඪత͕Ԗ͔Βλϯάεςϯ΁ͱมߋ͞ΕͨଞɼΨࢠϏʔϜΛ 60 ඵরࣹͨ࣌͠ͷ UCN Χ΢ϯτɻϏʔϜϯϚઢΛ཈͑ΔͨΊඪతपลͷάϥϑΝΠτΛԖʹมߋরࣹத͸ UCN όϧϒΛด͡ɼϏʔϜরࣹऴྃͱಉ࣌ʹͨ͠ɻ·ͨɼUCN ΨΠυͷશ௕͸ RCNP ͷ࣌ΑΓ௕͘

UCN όϧϒΛ։͚ͯ UCN Λ‫ݕ‬ग़‫Ͱ·ث‬ಋ͍͍ͯΔɻ

ͳ͍ͬͯΔɻ2017 ೥ 4 ݄ɼϓϩτλΠϓ UCN ‫ݯ‬ͷྫྷ٫ࢼ‫ݧ‬Λߦ͍ɼ0.9 K ͷ He-II Λੜ੒͢Δ͜ͱʹ੒ޭ͠

UMF Ͱॳͷ UCN ੜ੒ʹ੒ޭͨ͠ɻ1 µA ͷཅࢠϏʔϜͨ [26]ɻ

Λ 60 ඵরࣹͨ࣌͠ʹಘΒΕͨ UCN ਺͕ 5 × 104 ɼUCN

ͦͯ͠ɼ2017 ೥ 11 ݄ɼཅࢠϏʔϜΛরࣹͯ͠ TRI-ण໋͸ τ = 38 ඵͰ͋ͬͨɻਤ 10 ͸ UCN ‫ݕ‬ग़‫Ͱث‬ಘΒ

7
17
ヘリウム冷凍機Εͨ UCN ‫͋Ͱ਺ܭ‬Δɻ͞ΒʹɼཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬Λ 10 µA·Ͱ্͛ͯ 3 × 105 ‫ݸ‬ͷ UCN Λੜ੒͢Δ͜ͱʹ੒ޭ͠

液体重水素用冷凍機

ͨɻࠓ‫ޙ‬ɼ৽ UCN ‫͕ݯ‬Քಇ͢Δ·Ͱɼ͜ͷϓϩτλΠ

3

ϓ UCN ‫ݯ‬Λ༻͍ͯதੑࢠ EDM ଌఆʹඞཁͳٕज़։ൃ

He排気Λߦ͏༧ఆͰ͋Δɻ
放射線シールド6

தੑࢠ EDM ଌఆʹ޲͚ͯ

6.1

UCN ‫ݯ‬ΞοϓάϨʔυ

超流動ヘリウム
3

He-4He熱交換器

グラファイト反射材

UCN
液体重水素

常温重水

ਤ 11: ΞοϓάϨʔυ UCN ‫֓ݯ‬೦ਤɻλϯάεςϯ੡ͷ֩ഁࡅλʔήοτ͸ৗԹॏਫԼ෦ʹઃஔ͞ΕΔɻ

TRIUMF Ͱͷ UCN ੜ੒ʹ͸੒ޭ͕ͨ͠ɼ‫ࡏݱ‬ͷத
ੑࢠ EDM ଌఆ‫౓ײ‬Λ௒͑ΔͨΊʹ͸·ͩ·ͩ‫͕౓ڧ‬଍Γͳ͍ɻUCN ‫ݯ‬ΛΞοϓάϨʔυ͢Δ͜ͱͰੈք࠷ߴ
−27‫ Ͱ౓ڧ‬UCN Λੜ੒͠ɼ10e·cm ͷ౷‫ܭ‬ਫ਼౓Ͱͷ‫؍‬ଌʹΠϯετʔϧ͠ɼ2021 ೥͔Βͷ UCN ੜ੒Λ‫ܭ‬ը͍ͯ͠ΔɻΛՄೳʹ͢ΔɻTRIUMF Ͱ͸ RCNP ͰͷཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬ͷ 50 ഒʹ౰ͨΔ 20 kW ͕ར༻Ͱ͖Δɻཻࢠ༌ૹϞϯςΧϧϩίʔ

6.2

தੑࢠ EDM ଌఆ૷ஔ

υ MCNP ʹΑΔγϛϡϨʔγϣϯʹΑΔͱ 20 kW ͷ

3 અͰ΋‫ه‬ड़ͨ͠௨Γɼதੑࢠ EDM ଌఆͰ͸੩࣓৔தӡసͰ͓Αͦ 10 W ͷ೤ෛՙ͕ UCN ίϯόʔλʔͰ͋ʹஔ͔Εͨ෺࣭༰‫ث‬தͰࡀࠩӡಈ͢Δ UCN ʹฏߦ/൓ฏ

Δ He-II ʹ͔͔Δɻલड़ͷ௨ΓɼUCN ‫಺ݯ‬෦Ͱͷ UCN

ߦͱͳΔΑ͏ʹి৔Λ͔͚ɼͦͷࡀࠩӡಈͷप೾਺ͷͣण໋Λ௕͘อͭͨΊʹ͸ He-II ͷԹ౓Λ 1.0 K ఔ౓ʹอΕΛ‫؍‬ଌ͢ΔɻEDM ͷଌఆΛߦ͏ʹ͸͜ͷ੩ి࣓৔Λਫ਼ͨͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻͦͷͨΊ 1.0 K Ͱ 10 W ͷྫྷ٫ೳີʹίϯτϩʔϧ͠ͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻ੩ి৔ͷ‫͕͞ڧ‬ྗΛ࣋ͭྫྷౚ‫ػ‬Λ։ൃ͢Δɻྫྷౚ‫ػ‬ͷํࣜͱͯ͠͸ϓϩ

10 kV/cmɼதੑࢠ EDM ͷେ͖͕͞ 10−27 e·cm Ͱ͋ͬτλΠϓ UCN ‫ͱݯ‬ಉ༷ʹϔϦ΢Ϝ 3 Λ༻͍ͨྫྷ٫ํ๏

ͨ৔߹ɼࣜ (4) ΑΓप೾਺ͷͣΕ͸ ∆ω = 1 × 10−8 HzΛ࠾༻͢ΔɻϔϦ΢Ϝ 3 ‫ݮ‬ѹʹΑΔྫྷౚೳྗ͸ϔϦ΢Ϝ

ͱ‫͞ࢉܭ‬ΕΔɻ͜ͷͣΕΛ‫؍‬ଌ͢ΔͨΊʹ͸੩࣓৔Λ

3 ͷৠൃ଎౓ʹൺྫ͢Δɻ10 W ͷྫྷ٫ೳྗʹ͸ 1.0 g/s

1 fT ҎԼͷਫ਼౓Ͱίϯτϩʔϧ͠ͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻ‫ݱ‬

3ͷৠൃ଎౓͕ඞཁͰ͋Δɻ8,000 m /h ͷഉ‫ؾ‬଎౓Λ࣮࣋తʹ͜ͷਫ਼౓Ͱ࣓৔Λίϯτϩʔϧ͢Δ͜ͱ͸೉ͭ͠େ‫ܕ‬ͷϙϯϓΛ༻͍Δ͜ͱʹΑΓ͜ͷྲྀྔΛಘΔ͜ͱ͘ɼ‫ڞ‬ଘ࣓ྗ‫͏͍ͱܭ‬ख๏Λ༻͍ͯ UCN ͷ‫͡ײ‬Δ࣓৔

͕Ͱ͖Δɻ

Λଌఆ͢Δ͜ͱͰ࣓৔มಈΛิঈ͢Δɻ༰‫ʹ಺ث‬ಉ࣌ʹϓϩτλΠϓ UCN ‫Ͱݯ‬͸தੑࢠͷϞσϨʔλʔʹॏ199Hg ͳͲͷ‫ࢠݪ‬ΛೖΕɼϨʔβʔͳͲΛ༻͍ͯͦͷ࣓ਫͷΈΛ༻͍͍ͯͨɻࠓճ։ൃ͢Δ UCN ‫Ͱݯ‬͸ॏਫʹ৔தͰͷࡀࠩӡಈΛଌఆ͢Δ‫ڞ‬ଘ࣓ଋ‫ܭ‬Λ༻͍Δ͜ͱͰՃ͑ӷମॏਫૉΛ༻͍Δ͜ͱͰɼதੑࢠͷ‫ݮ‬଎Λޮ཰࣓৔ͷେ͖͞Λଌఆ͠ɼ࣌ؒมಈΛิਖ਼͢Δɻతʹߦ͍ UCN ͷൃੜ਺Λ૿΍͢ɻਤ 11 ʹ‫ݐ‬ઃ༧ఆͷ·ͨɼதੑࢠ EDM Λଌఆ͢Δͱ͖ͷओཁͳ‫ܥ‬౷‫ࠩޡ‬

UCN ‫ݯ‬ͷ໛ࣜਤΛඳ͘ɻλϯάεςϯλʔήοτ্෦ʹ Geometric Phase Eﬀect(ҎԼ GPE) ͱ͍͏ِͷ EDM

ʹৗԹͷॏਫʹғ·ΕͨӷମॏਫૉϞσϨʔλʔ͕ઃஔΛੜͤ͡͞ΔޮՌ͕͋Δ [27]ɻGPE ʹΑͬͯੜ͡Δِ͞ΕΔɻӷମॏਫૉϞσϨʔλʔͷ༰ྔ͸ 110 L Ͱ GM

EDM ͷେ͖͞͸࣓৔ͷඇҰ༷ੑͷେ͖͞ʹൺྫ͢Δɻྫྷౚ‫ػ‬Λ༻͍ͨӷମॏਫૉྫྷౚ‫ʹػ‬Αͬͯྫྷ٫͢Δ͜ͱ

10−27 e·cm ͷதੑࢠ EDM Λଌఆ͢Δ৔߹ɼ࣓৔ͷҰ

Ͱ 21 K ʹԹ౓Λอ͍ͬͯΔɻ༷ੑΛ 0.1 nT/m ҎԼʹ͢Δ͜ͱ͕ඞཁͱͳΔɻ࣓৔ͷ์ࣹԽΛආ͚ΔͨΊӷମॏਫૉ༻ྫྷౚ‫ػ‬ɼϔϦ΢ϜྫྷඇҰ༷ੑͷվળ͸༰‫ Ͱ಺ث‬UCN ͷ‫ݮ‬ภ‫ۃ‬Λগͳͤ͘͞

ౚ‫ػ‬͸์ࣹઢγʔϧυͷ֎ଆʹஔ͔ΕΔɻे෼ͳྔͷ์ΔޮՌ΋͋ΔɻͦͷͨΊ UCN ͷ༰‫Ͱ಺ث‬ͷࡀࠩӡಈࣹ࣌ઢγʔϧυΛஔ͘͜ͱͰɼTRIUMF Ͱ͸ UCN ੜ੒ؒΛ௕͘͠ɼࣜ (5) Ͱ͋ΒΘ͞ΕΔ౷‫ܭ‬ਫ਼౓Λ޲্ͤ͞த΋தੑࢠ EDM ଌఆ૷ஔͷ͓͔ΕΔΤϦΞʹৗཱ࣌ͪΔ͜ͱ΋Ͱ͖ΔɻೖΓ͕ՄೳʹͳΔɻ͜Ε·ͰʹϞϯςΧϧϩγϛϡϨʔγϣϯʹΑΔ૷ஔ

ਤ 12 ʹ࣮ࡍʹ༻͍Δதੑࢠ EDM ଌఆ૷ஔͷ໛ࣜਤ഑ஔͷ࠷దԽΛࡁ·ͤɼӷମॏਫૉྫྷౚ‫ͼٴػ‬ϔϦ΢ϜΛද͢ɻଌఆ૷ஔʹ͸ҎԼͷΑ͏ͳ޻෉͕ͳ͞Ε͍ͯΔɻྫྷౚ‫ػ‬ͷ֓೦ઃ‫ܭ‬Λऴ͑ͨɻࠓ‫ޙ‬ɼٕज़ઃ‫ܭ‬ɾ‫ػ‬ցઃ‫ܭ‬ΛਐΊ྆ྫྷౚ‫ػ‬Λ੡࡞͢Δɻ2020 ೥ʹϏʔϜϥΠϯ্• ࣓‫ؾ‬γʔϧυϧʔϜ• ࣗ‫ݾ‬ःณ‫ܕ‬ίΠϧ

8
18• ্Լ UCN ༰‫ث‬

TRIUMF Ͱ͸ UCN ઐ༻ͷཅࢠϏʔϜϥΠϯ͕‫ݐ‬ઃ͞ΕͨɻͦͷϏʔϜϥΠϯ্ʹ͜Ε·Ͱ೔ຊͰ։ൃ͖ͯ͠

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磁気シールドࢀߟจ‫ݙ‬

UCN バルブ[1] R. Golub, D. Richardson, S.K. Lamoreaux,
Ultra-Cold Neutrons, Adam Hilger, Bristol,

上部 UCN 容器

Philadelphia and New York (1991).
高電圧電極

UCN

[2] ࢢ઒Թࢠ, ‫ؠ‬ຊ߁೭հ, ࡔԼ݈, ʮT2K ࣮‫ ݧ‬2016೥ՆͷϋΠϥΠτʯ ߴΤωϧΪʔχϡʔε 35-3,

真空容器

129 (2016).
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UCN ͸෺࣭༰‫ث‬தʹด͡ࠐΊՄೳͱ͍͏ඇৗʹϢχʔΫͳಛ௃Λ࣋ͭதੑࢠͰ͋ΔɻTUCAN ࣮‫Ͱݧ‬͸͜ͷ

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