Research Abstract


Sixfold improved single particle measurement of the magnetic moment of the antiproton

2017年1月18日 Nature Communications 8 : 14084 doi: 10.1038/ncomms14084


宇宙に関する我々の現在の理解は、何よりも素粒子物理と宇宙論によってもたらされている。素粒子物理では、物質と反物質の間にほとんど完璧な対称性が存在する。しかし、宇宙論的なスケールでは、物質と反物質に著しい不均衡が観測されている。この矛盾が、粒子と反粒子の基本的性質を高精度で比較する動機となっている。今回我々は、反粒子のg因子を、95%の信頼度で0.8 ppmという精度で測定したことを報告する。我々の得た値は g/2=2.7928465(23)であり、この精度は、これまで最も精度が高かった測定結果を6倍上回っている。この結果は、我々の陽子のg因子の測定結果gP/2=2.792847350(9)と一致しており、素粒子物理の標準模型の荷電、パリティ、時間(CPT)不変性を裏付けている。さらに、今回の結果は、CPTの破れに対する実験感度を議論する拡張標準模型の係数を、最大で20倍まで向上させるものとなっている。

H. Nagahama, C. Smorra, S. Sellner, J. Harrington, T. Higuchi, M. J. Borchert, T. Tanaka, M. Besirli, A. Mooser, G. Schneider, K. Blaum, Y. Matsuda, C. Ospelkaus, W. Quint, J. Walz, Y. Yamazaki and S. Ulmer

Corresponding Authors

長濱 弘季
理化学研究所 Ulmer国際主幹研究ユニット

S. Ulmer
理化学研究所 Ulmer国際主幹研究ユニット

Our current understanding of the Universe comes, among others, from particle physics and cosmology. In particle physics an almost perfect symmetry between matter and antimatter exists. On cosmological scales, however, a striking matter/antimatter imbalance is observed. This contradiction inspires comparisons of the fundamental properties of particles and antiparticles with high precision. Here we report on a measurement of theg-factor of the antiproton with a fractional precision of 0.8 parts per million at 95% confidence level. Our value g/2=2.7928465(23) outperforms the previous best measurement by a factor of 6. The result is consistent with our proton gfactor measurement gP/2=2.792847350(9), and therefore agrees with the fundamental charge, parity, time (CPT) invariance of the Standard Model of particle physics. Additionally, our result improves coefficients of the standard model extension which discusses the sensitivity of experiments with respect to CPT violation by up to a factor of 20.