超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア総括

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Frontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope
• Project/Area Number: 23108001
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 鳥養 映子 山梨大学, 総合研究部, 教授 (20188832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 康博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80209882) ; 門野 良典 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (10194870) ; 岩崎 雅彦 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 主任研究員 (60183745)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 超低速ミュオン / スピン / イメージング / 情報発信 / 有機的連携

Outline of Annual Research Achievements

本領域は、超低速ミュオン顕微鏡によるイメージング法を確立し、スピン時空相関の概念により、多様な物理、化学、生命現象を統一的に理解する新しい学術領域の開拓を目指す。総括班は、1.各計画班及び公募研究の有機的な連携促進と研究支援、2.領域の運営と研究遂行に関する一元的な窓口、3.共同研究、研究人材育成の組織的推進、4.評価と助言・指導、5.成果の情報発信の機能を果たす。
最大の成果は、2月21日に初の超低速ミュオン発生を確認したことである。加速器施設の事故による3年近いビーム停止を乗り越え、実験再開の翌日には初ビーム発生に成功、優れたエネルギー分解能を実証した。今後は実用強度達成に向けて、ミュオンとレーザー光強度をあげながら光学系の最適化を図り、新しい機能イメージング法を確立して、界面科学研究の世界拠点形成を目指す。
【計画研究部門】国際レーザー諮問委員会（H27年3月）の答申を受け、イオン化用高強度Nd:YAGレーザーを導入した。これにより、超低速ミュオン発生効率の共鳴励起光及びイオン化光強度依存性の独立評価が可能となった。ニュースレターを発行し成果を広く発信した。
【イノベーション創出部門】本領域とスーパーコンピュータ京及び次世代スーパーコンピュータ・プロジェクトとの共催により、薄膜と界面の実験・理論研究の最前線に関する国際会議を開催した。異分野の研究者間の活発な議論と交流が行われ、新たな共同研究の芽を育てた。環太平洋国際化学会議（PACIFICHEM2015)やバイオフォトニクスのトピカルミーティング（TPB2015)等、これまでミュオンの応用が知られていなかった分野の国際・国内会議や、企業の研究談話会等において、媒化学、生命科学への新展開と産業利用について情報発信した。
【評価部門】評価委員会を開催し、助言・指導を行った。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] High-Efficiency Generation of Pulsed Lyman-α Radiation by Resonant Laser Wave Mixing in Low Pressure Kr-Ar Mixture (2016)
  • Author(s): Norihito Saito, Yu Oishi, Koji Miyazaki, Kotaro Okamura, Jumpei Nakamura, Oleg A. Louchev, Masahiko Iwasaki, and Satoshi Wada
  • Journal Title: Optics Express Volume: 24 Pages: 7566-7574
  • DOI: 10.1364/OE.24.007566
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Electro-optical field sensor using single total internal reflection in electro-optical crystals (2015)
  • Author(s): K.Kijima, O. Abe, A. Shimizu, T. Nakamura, H. Kono, S. Hagihara, E. Torikai, H. Hori
  • Journal Title: Optical Review Volume: 22 Pages: 623-628
  • DOI: 10.1007_s10043-015-0099-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nondestructive Elemental Depth-Profiling Analysis by Muonic X-ray Measurement (2015)
  • Author(s): K. Ninomiya, M. K. Kubo, T. Nagatomo, W. Higemoto, T. U. Ito, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Suzuki, Y. Kobayashi, S. Sakamoto, A. Shinohara, T. Saito
  • Journal Title: Analytical chemistry Volume: 87 Pages: 4597-4600
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.5b01169
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Muonic Atom Formation by Muon Transfer Process in C6H6 or C6H12 and CCl4 Mixtures (2015)
  • Author(s): M. Inagaki, K. Ninomiya, K. Fujihara, G. Yoshida, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 033004/1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.033004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elemental Analysis of Bronze Artifacts by Muonic X-ray Spectroscopy (2015)
  • Author(s): Kazuhiko Ninomiya, Michael K. Kubo, Patrick Strasser, Takashi Nagatomo, Yoshio Kobayashi, Katsuhiko Ishida, Wataru Higemoto, Naritoshi Kawamura, Koichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake, Takao Suzuki, Atsushi Shinohara, Tsutomu Saito
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 033005/1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.033005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tuning of Ultra-Slow Muon Transport System (2015)
  • Author(s): T. Adachi, Y. Ikedo, K. Nishiyama, A. Yabuuchi, T. Nagatomo, P. Strasser, T. U. Ito, W. Higemoto, K. M. Kojima, S. Makimura, J. Nakamura, K. Shimomura, N. Kawamura, Y. Kobayashi, R. Kadono
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 036017/1-4
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.033005
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tuning of the ultra slow muon beamline by utilizing ionized hydrogen (2015)
  • Author(s): Taihei Adachi, Yutaka Ikedo, Atsushi Yabuuchi, Patrick Strasser, Kenji M. Kojima, Shunsuke Makimura, Jumpei Nakamura, Koichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake, Takashi Nagatomo, Wataru Higemoto, Takashi U. Ito, and Eiko Torikai
  • Journal Title: Proceedings of Science, NuFACT2014 Volume: 14 Pages: 097/1-4
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Studies on Muonium Production from Silica Aerogel with Substructure for the Muon g-2/EDM Experiment (2015)
  • Author(s): R.Kitamura, G.Beer, K.Ishida, M.Iwasaki, S.Kanda, H.Kawai, N.Kawamura, W.Lee, S.Lee, G.M.Marshall, Y.Matsuda, T.Mibe, Y.Miyake, S.Nishimura, Y.Oishi, S.Okada, A.Olin, M.Otani, N.Saito, K.Shimomura, P.Strasser, M.Tabata, D.Tomono, K.Ueno, E.Won and J-PARC muon g-2/EDM collaboration
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 025016/1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.025016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Laser Spectroscopy of Ground State Hyperfine Splitting Energy of Muonic Hydrogen (2015)
  • Author(s): Masaharu Sato, Katsuhiko Ishida, Masahiko Iwasaki, Sohtaro Kanda, Yue Ma, Yasuyuki Matsuda, Teiichiro Matsuzaki, Katsumi Midorikawa, Yu Oishi, Shinji Okada, Norihito Saito, Kazuo Tanaka and Satoshi Wada
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 025005/1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.025005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Precise Measurement of Muonium HFS at J-PARC MUSE (2015)
  • Author(s): H. A. Torii, M. Aoki, Y. Fukao, Y. Higashi, T. Higuchi, et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 025018/1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.8.025018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] High-pressure solid hydrogen target for muon catalyzed fusion (2015)
  • Author(s): T. Matsuzaki, K. Ishida, M. Iwasaki
  • Journal Title: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Volume: 305 Pages: 889-895
  • DOI: 10.1007/s10967-015-4080-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ionization efficiencies of Doppler-broadened atoms by transform-limited and broadband nanosecond pulses: one-photon resonant two-photon ionization of muoniums (2015)
  • Author(s): Rakesh Mohan Das, Souvik Chatterjee, Masahiko Iwasaki, and Takashi Nakajima
  • Journal Title: Journal of the Optical Society of America B Volume: 32 Pages: 1237-1244
  • DOI: 10.1364/JOSAB.32.001237
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Status of Ultra Slow Muon Microscopy (A01) (2016)
  • Author(s): 三宅康博
  • Organizer: International USMM & CMSI Workshop
  • Place of Presentation: 東京大学小柴ホール（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-01-05 – 2016-01-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ultra Slow Muon Microscopy - a New Method to Study Function across Interfaces in Materials and Life Science (2015)
  • Author(s): Torikai, Eiko; Miyake, Yasuhiro; Kadono, Ryosuke; Iwasaki Masahiko
  • Organizer: Symposium 414: Frontier Chemical Applications Using Accelerator-Based Photon Sources, The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM2015)
  • Place of Presentation: Conference Center, Honolulu, USA
  • Year and Date: 2015-12-15 – 2015-12-20
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 領域レビュー：超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア (2015)
  • Author(s): 鳥養映子
  • Organizer: 第9回 物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)
  • Place of Presentation: 東京大学小柴ホール（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2015-11-13 – 2015-11-15
• [Presentation] Ultra slow muon microscope for imaging of functional and life material (2015)
  • Author(s): Eiko Torikai
  • Organizer: The 6th International Symposium of Advanced Energy Science ～ Towards the Realization of Zero-Emission Energy～
  • Place of Presentation: 京都大学宇治キャンパス（京都府・宇治市）
  • Year and Date: 2015-09-01 – 2015-09-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Prospects of laser-driven muon microscopy for bioimaging (2015)
  • Author(s): Eiko Torikai
  • Organizer: V International Symposium Topical Problems of Biophotonics-2015 (TPB-2015)
  • Place of Presentation: Nizhny Novgorod, Russia
  • Year and Date: 2015-07-20 – 2015-07-24
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア (2015)
  • Author(s): 鳥養映子
  • Organizer: 第129回東北大学金属材料研究所講演会
  • Place of Presentation: 東北大学金属材料研究所（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2015-05-29
  • Invited
• [Presentation] Ultra Slow Muon Microscope - towards imaging of functional and biological materials across interface and boundary (2015)
  • Author(s): Eiko Torikai
  • Organizer: 4th Super-PIRE - 26th REIMEI Workshop on Frontiers of Condensed Matter Physics
  • Place of Presentation: TRIUMF, Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2015-05-16 – 2015-05-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 超低速ミュオン顕微鏡－界面における物質と生命の機能を探る (2015)
  • Author(s): 鳥養映子
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第71回学術講演会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2015-05-13 – 2015-05-15
  • Invited
• [Remarks] 進学儒ｔ領域「超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア
  • URL: http://slowmuon.jp/
• [Remarks] A01班 超低速ミュオン Ultra Slow Muon 領域番号2307
  • URL: http://slowmuon.kek.jp/
• [Remarks] 計画研究A03班表面－バルク境界領域のヘテロ電子相関
  • URL: http://msl.kek.jp/a03/
• [Remarks] 岩崎先端中間子科学研究室
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/rnc/adv_mes/
• [Remarks] MSLミュオン科学研究系
  • URL: http://www2.kek.jp/imss/msl/MSL_index.html
• [Funded Workshop] International USMM & CMSI Workshop: Frontiers of Materials and Correlated Electron Science -from Bulk to Thin Films and Interfaces (2016)
  • Place of Presentation: 東京大学本郷キャンパス（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-01-05 – 2016-01-09