阪大、4つめの次元の探索を開始

希ガス標的を封入した容器に、図中左下からパルス中性子ビームを照射し、下流に設置した中性子検出器で中性子の散乱角度分布を精密に測定する。もし余剰次元が存在すると、既知の力のみから予想される分布からズレが生じる

　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23日、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共同で、原子の大きさ程度の距離に働く未知の力の探索を行なったと発表した。

　われわれが生活している空間は、縦・横・高さの3つの次元で構成されているが、一般相対性理論と量子力学の統合を可能にする理論として注目を集めている「超ひも理論」によれば、この世界は3次元ではなく10次元(時間も含めると11次元)で構成されていると考えることができる。しかし、いままで4つめ以降の次元(余剰次元)はみつかっていない。その理由は、余剰次元は極めて小さいサイズにコンパクト化されているため、発見が困難だからだとされている。

　しかし、2つの物体の間に働く力には、重力、電磁気力、原子核をつなぎ止める強い力、原子核を崩壊させる弱い力の4つが存在しているが、もし余剰次元が存在する場合、原子程度の大きさの距離に置かれた2つの物体の間に、この4つの力では説明できない強い力が働くと予想される。

　今回研究グループは、東海村にある大強度陽子加速器施設(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)の距離の領域で働く未知の力の探索感度を、従来から1桁向上させることに成功した。

　今後、さらなる探索感度の向上を目指し、余剰次元の探索領域を広げていく。