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Research of surface termination mechanism for high density positronium production based on negative electron affinity

Research Project

Project/Area Number 19K21882
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

Tanaka Manobu  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00222117)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上殿 明良  筑波大学, 数理物質系, 教授 (20213374)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywordsダイヤモンド / BEC / Ps / ポジトロニウム
Outline of Research at the Start

ダイヤモンド特有の利点および表面制御と3次元加工を使い、低温かつエネルギーのそろったポジトロニウム(Ps)の生成手法を研究開発し、ポジトロニウムの熱冷却を可能にする。本研究応募課題ではPsのBECの実現のために、先行研究で探索されていないダイヤモンドおよびその加工・表面制御を用い研究開発を進める。このため負性親和力により表面境界に存在する電子の極低温での挙動や表面ポテンシャル内のエネルギー準位の詳細については、ダイヤモンド研究者ネットワークと連携し、ダイヤモンド固有の研究と位置づけ分野横断研究として進める。

Outline of Final Research Achievements

Surface-terminated diamonds has capability of high-density positronium-production target-material as same as aerogels. The production peak at low positron incident energy has benefit from the view point of positron cooling. A model construction is in progress using experimental data and first-principles calculation. We will develop new target which produces dense and low energy positronium for quantum beam science.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

低温かつエネルギーのそろったポジトロニウム(Ps)の生成手法を研究開発し、Psのボーズアインシュタイン凝縮(BEC)が実現すれば、BECの研究だけでなく、素粒子原子核分野における反物質を含む系の物理法則の研究や物性物理研究のプローブとして役立つ他、複数の工学応用が考えられる。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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