ベ-タ線検出法による超流動ヘリウム中の不純物イオンと核モ-メントの研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460019
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 憲明 大阪大学, 教養部, 教授 (10028152)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 宏 大阪大学, 理学部, 教授 (60156536) ; 板橋 隆久 大阪大学, 核物理研究センター, 助教授 (20112071) ; 藤田 佳孝 大阪大学, 教養部, 助手 (60093457) ; 宮武 宇也 大阪大学, 教養部, 助手 (50190799) ; 下田 正 大阪大学, 教養部, 助教授 (70135656)
• Keywords: 超流動ヘリウム / 不純物イオン / 氷球粒子 / マイクロ クラスタ- / 放射性核ビ-ム / ベ-タ線検出法 / アルファ線検出法 / 核モ-メント

Research Abstract

超流動ヘリウム中に導入された不純物イオンの性質と振舞い,すなわち不純物イオンの電荷が惹き起こす誘電分によるヘリウム原子のマイクロクラスタ-,氷球粒子の研究が本年度のテ-マである。
本研究では不純物イオンとして,重イオン核反応で生じる短寿命β放射性核 ^<12>B, ^8Liなどのイオンを用い,β線検出法に加えて新しくα線検出法を確立した。すなわち放射性核 ^8Li(半減期830ミリ秒)を用いることによって ^8Li→β+ ^8Be→β+2αにおけるα線の検出によって氷球粒子が検出できた。このために,温度2K以下の常流動および超流動ヘリウム中において安定に動作する半導体検出器を用いてα線検出を行った。
この方法を用いて,氷球粒子の寿命に関する実験研究を行い,氷球粒子の寿命としてT_<1/2>=352±82ミリ秒という結果を得た。これは寿命が1秒に近い不安定核の偏極や電磁気モ-メントを研究する上で極めて重要な実験的知見であると考えている。しかし,今のところ氷球粒子の寿命が0.3〜0.8秒という幅をもっている事の解釈は決定的でなく,その一つは温度の違いによるものであろうと考えられる。
実験方法としては,サイクロトロンからのパルスビ-ムを用いて放射性核 ^8Liを創り出し,クライオスタットに導入する。 ^8Li核のα放出を検出する前に電場によって ^8Liイオンを氷球粒子としてトラップし,その後電場の値を変化させることによって氷球粒子を半導体検出器上に導いた。このトラップ時間を色々と変化させることによって,氷球粒子の寿命を上記のごとく決定した。
一連の実験には大阪大学核物理研究センタ-のサイクロトロンと理化学研究所のリングサイクロトロンを利用した。

Research Products

• [Publications] N.Takahashi: "Detection of Radioactive Charge Carriers in Liquid Helium" Radioactive Nuclear Beams(Institute of Physics,London). 395-400 (1991)
• [Publications] N.Takahashi: "Snowballs:MicroーClusters in Liquid Helium as Tools in Nuclear and CondensedーMatter Physics" Lecture Notes in Physics(Springer Verlag,Berlin 1992 to be published). 6 (1992)