Science advances by spin-polarized positron beam

• Project/Area Number: 23H05462
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section D
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 河裾 厚男 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 先進ビーム利用施設部, 上席研究員 (20354946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 立川 仁典 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (00267410) ; 石田 明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00647670) ; 境 誠司 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 上席研究員 (10354929) ; 前川 雅樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 先進ビーム利用施設部, 上席研究員 (10354945) ; 金澤 直也 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10734593) ; 関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
• Project Period (FY): 2023-04-12 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥202,280,000 (Direct Cost: ¥155,600,000、Indirect Cost: ¥46,680,000); Fiscal Year 2024: ¥86,840,000 (Direct Cost: ¥66,800,000、Indirect Cost: ¥20,040,000); Fiscal Year 2023: ¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000)
• Keywords: 陽電子 / スピン / 強相関電子系 / キラル分子 / ポジトロニウムボースアインシュタイン凝縮

Outline of Research at the Start

スピン偏極陽電子ビームを用いた研究として、①スピンを伴う原子空孔が強相関電子系(近藤絶縁体やスキルミオン物質)の磁気・構造相転移に与える影響の解明、②電子スピン選択効果を持つキラル分子膜やグラフェンによる電子スピンの界面閉じ込め効果の直接検出による検証、③アミノ酸やDNAなど生体物質が持つ非対称性がベータ崩壊に起源を持つとの仮説の検証、を行う。実験結果の解釈では、第一原理分子層力学計算をフル活用する。さらに将来展開を見据えて、高強度・高スピン偏極陽電子・電子源に基づくポジトロニウム・ボース・アインシュタイン凝縮(Ps-BEC)の必須要素技術と、Ps多体系に対する第一原理的計算手法を開発する。