中性子スピンの量子歳差運動を用いた新しい小型高分解能スピンエコー分光器の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480124
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 田崎 誠司 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (40197348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日野 正裕 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (70314292) ; 河合 武 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20027436) ; 海老澤 徹 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (30027453) ; 曽山 和彦 日本原子力研究所, サブリーダー ; 金谷 利治 京都大学, 化学研究所, 助教授 (20152788)
• Keywords: 低速中性子 / 中性子スピンエコー分光器 / 中性子スピン干渉 / 準弾性散乱 / 多層膜スピンスプリッター / rfフリッパー

Research Abstract

本年度の研究実績は以下の通りである。本研究での、低速中性子を用いた実験は、日本原子力研究所改造3号炉C3-1-2実験孔に設置された、12.6Å中性子を用いた中性子干渉計・反射率計を用いて行った。
1.京都大学原子炉実験所の真空蒸着装置によって作成した多層膜スピンスプリッター(MSS)を用いて、スピンエコーの特性実験を行った。その結果、MSS4回反射の中性子位相-スピンエコーの測定に初めて成功した。このMSSを用いれば、通常型中性子スピンエコー分光器での60回相当のLarmor歳差回転数が実現でき、12.6Åの中性子の場合8μeV程度のエネルギー分解能が得られる。
2.高周波共鳴スピンフリッパーを用いた中性子スピンエコー装置をパルス中性子源に適応させるため、振動電流を時間変化させたパルス中性子源対応の高周波共鳴中性子スピンフリッパーの開発を行った。現在30kHz程度の共鳴周波数が実現している。100kHz程度までは、現システムのままで周波数を高めることが可能である。これによって、パルス中性子源に共鳴中性子スピンフリッパーを用いた中性子スピンエコー装置を設置できる目処がついた。
3.低磁場駆動磁気ミラーをさらに発展させた。一つは、従来のパーマロイ/Geのモノクロメータをスーパーミラー化することで、モノクロメータの場合と同様に磁場中蒸着を行って、一定の成果が得られた。もう一つは、いったん磁化したらゼロ磁場でも機能する残留磁気ミラーの開発であり、磁性体としてFeCo合金を用い、磁場中で斜め蒸着を行うことで磁気異方性を大きくすることにより一応の実現を見た。
4.科学振興調整費の中性子光学デバイスの開発プロジェクトによって長波長高強度白色中性子ビームの使用が可能となったので、これに対応してスピンエコーシステムの整備を行った。この結果は実用的な準弾性散乱測定の道を開くものである。

Research Products

• [Publications] S.Tasaki, T.Ebisawa, M.Hino, T.Kawai, D.Yamazaki, N.Achiwa: "Preliminary Experiments of New Spin Echo Spectrometer Using Multilayer Spin Splitters"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 439-441 (2001)
• [Publications] S.Tasaki, T.Ebisawa, M.Hino, T.Kawai, D.Yamazaki, N.Achiwa: "Application of Neutron Spin Interferometry for New Spectrometers"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 428-430 (2001)
• [Publications] M.Hino, S.Tasaki, T.Ebisawa, T.Kawai, N.Achiwa, M.Utsuro: "Development of a Neutron Supermirror Polarizer for a Low External Magnetic Field"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 489 (2001)
• [Publications] T.Ebisawa, S.Tasaki, D.Yamazaki, N.Achiwa, G.Shirouzu, T.Kanaya, N.Torikai, M.Hino, T.Kawai, K.Soyama: "Modified Spin Echo System of Mieze Type Using RF Flippers for Incoherent Inelastic Scattering"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 442-444 (2001)
• [Publications] N.Achiwa, G.Shozu, T.Ebisawa, M.Hino, S.Tasaki, T.Kawai, D.Yamazaki: "Time Beat Neutron Spin Interferometry before or after Analyser"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 436-438 (2000)
• [Publications] S.Tasaki, T.Ebisawa, M.Hino, T.Kawai, N.Achiwa: "Application of MSS-Neutron Spin Echo Specrometer to Pulsed Neutron Sources"Proceedings of ICANS-XV. 394-399 (2001)