我々の知る原子、分子などの物质は、宇宙に存在する全物质?エネルギーのわずか5％に过ぎないことが、これまでの素粒子や宇宙の研究から分かってきています。残りの95％のうち、27%が暗黒物质とよばれる正体不明の物质、68％が暗黒エネルギーとよばれる谜のエネルギーであるとされています。现代物理学の未解决问题を解决すべく、探索実験が世界各国で精力的に进められています。
Ernst David Herbschleb 化学研究所特定助教、水落憲和 同教授、千草颯 米国ローレンス?バークレー国立研究所（Lawrence Berkeley National Laboratory）研究員（現：米国マサチューセッツ工科大学（Massachusetts Institute of Technology）研究員）、羽澄昌史 高エネルギー加速器研究機構特任教授、松崎雄一郎 中央大学准教授、中山和則 東北大学准教授らの研究グループは、ダイヤモンド中のスピンと暗黒物質が相互作用することを利用する新たな探索法を提唱しました。既存の技術を用いて、暗黒物質の有力候補であるアクシオンに対し、十分な探索が行われていない、信号周波数にして100 Hz以下、質量にして電子の質量の1018分の1以下の幅広い领域で世界最高の制限がつけられ得ることを示しました。検出に用いる核スピンの核种を変えることにより、环境磁场などの微弱なノイズと、暗黒物质由来の信号を区别することもでき、今后の精密な観测が期待されます。
本研究成果は、2025年4月29日に、国際学術誌「Physical Review D」にオンライン掲載されました。
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【书誌情报】
So Chigusa, Masashi Hazumi, Ernst David Herbschleb, Yuichiro Matsuzaki, Norikazu Mizuochi, Kazunori Nakayama (2025). Nuclear spin metrology with nitrogen vacancy center in diamond for axion dark matter detection. Physical Review D, 111, 7, 075028.
