FPUA : Fundamental Physics Using Atoms
精密測定による基礎物理のネットワーク

FPUAは、精密測定による基礎物理のネットワークです。


FPUAは、素粒子・原子核・原子分子・量子エレクトロニクス分野で研究が進む 高度な「量子技術」を駆使して、物質階層構造を貫いた基礎物理学を生み出し、 素粒子的宇宙像の確立を目指します。

大学・研究機関が連携したネットワークで、 標準理論を超える新物理を探索する革新的技術と新理論の開拓、 および国際的視点に立った人材育成を行い、 新しい基礎物理の学術を切り拓く真の異分野共創を実現します。

学生募集


FPUAでは参加メンバーを募集しています。
FPUAに参加している大学・研究機関の研究室では、大学院生を受け入れています。

大学院入学に関する情報はそれぞれの大学のWebページなどでご確認ください。
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岡山大学 量子宇宙研究コア
原子や分子にレーザーを照射し、その反応からニュートリノの性質を明らかにします。 暗黒物質の候補であるアクシオンの探索や、冷却分子による電子の電気双極子能率探索実験、 ミューオニウムの精密レーザー分光による素粒子標準理論の検証、トリウム229原子核時計の開発 なども行なっています。
九州大学 実験核物理研究室 スピン核物理グループ
原子核のスピンを精密に制御、観測する独自の技術を用いて、反磁性原子の電気双極子モーメント探索などの基本対称性研究を行い、 宇宙初期における物質創成の謎に迫ります。 テーブルトップ実験から、将来的な加速器を用いた実験まで、新しいアイデアや技術を取り入れながら研究を展開しています。
京都大学 量子光学研究室
超低温原子を用いた精密測定を素粒子物理へ応用する研究を行っています。これまで、光格子技術を用いた精密同位体シフト測定による 標準模型を超えた新粒子の探索実験、超低温分子を用いた近距離重力の逆自乗則の検証、およびEDM測定のためのスピンスクイージング技術の 開発、などを行なってきました。今後は、原子ツィーザー技術や光格子を用いた精密測定等も計画しています。
京都大学 量子電磁工学・杉山グループ  (ホームページ準備中)
イオントラップと光周波数コムをもちいた、光周波数の精密計測の研究をおこなっています。2種類の遷移周波数の比較による物理定数の恒常性の検証や、同位体シフトの精密測定への応用をすすめて、新物理探索への貢献を目指します。
大阪大学 田中歌子グループ
原子物理学と微細加工技術を融合したオンチップ・イオントラップの研究開発を行う研究室です。イオントラップとレーザー冷却技術をベースに原子を個別に操作し、光クロックなどの高精度な量子計測システムのオンチップ化や、特殊なイオン配列の基礎物理への応用を進めています。
名古屋大学 素粒子物性研究室(Φ研)
低エネルギー中性子・低エネルギーミューオンを使った研究を行なっています。 原子核反応に潜むCP対称性の破れの探索、中性子電気双極子能率や質量に起因する未知相互作用の探索、 中性子寿命の測定やミューオニウムやミューオニックヘリウム原子の超微細構造測定 による素粒子標準理論の検証などを行なっています。
東京大学 粒子線・原子物理学研究室
エキゾチックな粒子線、反陽子・反水素、ミューオニウムなどの精密測定を通じた基礎物理の 研究を行なっています。反水素原子の分光によるCPT対称性の検証や、反物質に働く重力加速度の 測定による「弱い等価原理」の検証、ミューオニウムの超微細構造測定による素粒子標準理論の 検証などを行なっています。
東京大学 鳥井研究室
レーザー冷却技術と量子センシング技術を原子・分子に用いることで、加速器を使わずに素粒子物理を研究しています。新しい素粒子理論を検証するため、冷却分子を用いた電子の電気双極子能率探索。可搬型レーザー冷却装置開発。宇宙の謎に迫る、冷却原子を用いた暗黒物質(ダークマター)探索。リドベルグ原子による超精密測定、を行なっています。
東京大学原子核科学研究センター 基本対称性研究室
加速器で生成した重元素をレーザーで捕獲し、精密分光を行うことで、電子や原子核の永久電気双極子能率(EDM)を探索しています。EDMの探索を通じて、現代物理の大きな謎の一つである、物質-反物質非対称性の謎を明らかにすることや、素粒子標準理論を越えた物理の探索を目指しています。
東京大学 Ps-BEC Project
反物質系原子であるポジトロニウム(Ps, 電子とその反粒子である陽電子の束縛系)の新奇量子縮退:ボース・アインシュタイン凝縮(BEC) 実現を目指した研究を行っています。 Ps-BEC実現により、Psのエネルギー準位の超精密測定やPsと地球の間にはたらく重力の精密測定を行い、 われわれの住む宇宙がなぜ存在するのか、という究極の謎に迫るとともに、 Ps-BECを光源とするガンマ線レーザーを実現し、基礎物理学研究や産業・医療に応用します。
東京大学 香取・牛島研究室/理化学研究所 香取量子計測研究室
光の格子の中に閉じ込めた原子を振り子にして正確に時を刻む「光格子時計」の研究開発をしています。「光格子時計」の高精度化を進めるとともに、この精度を利用した、物理定数恒常性の検証といった未踏の物理学の探求や応用技術の発掘を目指しています。
東京農工大学 工学部畠山研究室
原子スピンを光・電磁場・固体表面などを使って高度に操作する基盤技術と物理を研究しています.もちろん,基礎物理探究にも役立ちます.特に興味があるのはスピンの関連する固体表面での原子過程ですが,原子スピンで何でも困ったときには何か面白いアイディアがもらえそう,そういう独自の知見を持つ研究室を目指しています.
東大・総研大 齊藤-三部研究室
素粒子標準理論による計算からのずれが指摘されている、ミューオン異常磁気モーメント(g-2)の 測定を行います。同時にミューオン電気双極子能率も探索します。 2021年度から稼働を開始したJ-PARCの新しいビームラインで、研究を行います。世界初のミューオンの冷却と加速、超精密ミューオン蓄積磁石、シリコン飛跡検出器などを開発し新しい手法で素粒子標準理論のほころびを検証します。
総研大・中性子基礎物理研究室
超冷中性子という超低速の中性子を用いた中性子電気双極子モーメント(EDM)探索実験TUCANを行っています。超冷中性子とは速度にして約5 m/s程度の低速の中性子で、物質容器中に閉じ込めることができます。カナダ・TRIUMF研究所に世界最高強度の超冷中性子源を建設することで、現状の測定精度を1桁上回る精度で中性子EDMの探索を行います。
高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所
低エネルギー中性子・低エネルギーミューオンを使った実験を行なっています。 宇宙の元素合成や関わる中性子寿命の測定、質量に起因する未知相互作用の探索、 ミューオニウムやミューオニックヘリウム原子の超微細構造測定による素粒子標準理論の検証 などを行なっています。 主にJ-PARCの中性子・ミューオンビームラインで実験を行なっています。
マックスプランク量子光学研究所、ミュンヘン大学 堀研究室
CERNにおけるELENA減速器やスイスPSI研究所のリングサイクロトロン施設において、反陽子や負パイ中間子で構成された特異な ヘリウム原子のレーザー分光実験を行っています。量子光学の技術を駆使して、反陽子やパイ中間子の質量の決定、 CPT対称性や量子電磁力学の高精度検証、及び「第五の力」等、標準模型を超える現象の上限値を求めています。 また、新型の加速器やマックスプランク関連の民間会社において超高精度光周波数標準や量子コンピュータ等の 制御用レーザーのエレクトロニクスを開発しています。
カナダ・ブリティッシュコロンビア大学 百瀬研究室
様々な分子を極限まで冷やして捕捉する手法を開発し、基礎物理・化学・生命科学への応用を行っています。また反物質原子である反水素原子の レーザー冷却を用いて物質ー反物質対称性の破れの探索などをスイス・CERNおよびカナダ・TRIUMFのグループと共同でおこなっています。 また、カナダ・TRIUMF研究所での中性子電気双極子モーメント(EDM)探索実験にも原子分光の手法を使って参画しています。