Study of X-ray emission and Auger decay mechanisms of resonance states of muonic deuterium molecules

• Project/Area Number: 24K06911
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山下 琢磨 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (40844965)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木野 康志 東北大学, 理学研究科, 教授 (00272005)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ミュオン分子 / エキゾチックアトム / 少数多体系 / オージェ遷移 / 原子分子理論

Outline of Research at the Start

電子の207倍の質量を持つ素粒子ミュオンを重水素に入射すると、高励起状態のミュオン重水素原子を作り、周囲の原子と衝突しながら脱励起を繰り返す。この一連の過程（カスケード）は、将来のエネルギー・中性子・冷却ミュオン源として注目されるミュオン触媒核融合でも重要であるが、複数の理論モデルが存在し、いずれも決定打に欠けていた。最近の精密X線分光実験により、ミュオン重水素分子の共鳴状態が解離する際に発するX線が初めて観測され、ミュオン原子カスケード研究に革新的な進展があった。本研究では、X線放出の直前に生成する「電子を纏った共鳴ミュオン分子」のオージェ崩壊様式を解明し、X線放出経路を特定する。