パルス中性子ビームにより原子サイズでの未知の力を検証

April, 3, 2018, 大阪--大阪大学核物理研究センターの嶋達志准教授らの研究グループは、九州大学、高エネルギー加速器研究機構、名古屋大学、インディアナ大学との共同研究により、茨城県東海村の大強度陽子加速器施設（J-PARC）のパルス中性子源を用いて、原子の大きさ程度の距離に働く未知の力の探索を行った。
　2つの物体の間に働く力には、いわゆる万有引力や電磁気的な力の他に、原子核をつなぎとめる力、原子核を崩壊させる力の、合計4種類が存在していることが知られている。
　一方で、私たちが生活している空間は、縦・横・高さの3次元から構成されているが、ミクロなスケールでは4次元以上の空間（余剰次元）の存在の可能性が理論的に示唆されている。もし、そのような余剰次元が存在するとなると、極めて近い距離に置かれた2つの物体の間に、4つの力では説明できない強い力が働くと予測されるが、これまでそのような力が働いている様が実験的には観測されたことはなかった。たとえば原子の大きさ程度の距離（0.1nm）では、ニュートン重力の100垓(1E8)倍以上の強い力すら見つけることができていなかった。
　研究グループは、中性子と希ガスの原子との間に働く力を探索し､J-PARCの世界最高強度のパルス中性子ビームを用いることで、原子の大きさ（0.1nm）の距離の領域において、未知の力の探索感度を従来の同様の実験に比べて1ケタ向上させることに成功した。
(詳細は､http://resou.osaka-u.ac.jp)