レーザー冷却を用いた原子核の8重極以上の高次電磁モーメントの測定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640289
• Research Institution: Toho Unversity
• Principal Investigator: 桂川 秀嗣 東邦大学, 理学部, 教授 (70130359)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金 衛国 東邦大学, 理学部, 助教授 (20277346) ; 箕輪 達哉 東邦大学, 理学部, 助教授 (10181968)
• Keywords: 超微細相互作用 / 原子核モーメント / レーザーRF二重共鳴分光 / レーザー冷却

Research Abstract

本研究では、レーザー冷却法を用いて、超低速度(約10cm/s)の原子線を作り、これを用いてレーザーRF二重共鳴分光法によって超高分解能・超高精度のレーザー分光を実現することを目的とする。
今年度は、K原子について、レーザーRF二重共鳴分光を行った。Kは、^<39>Kと^<41>K2つの安定同位体及び^<40>K超長寿命放射性同位体がある。^<39>Kは中性子数のmagic numberの核種で、これらの同位体が核構造的にも興味深い。
本研究では、まず、K原子線源を製作し、実験装置を改良した。レーザーRF二重共鳴分光を行うために、4s^2S_<1/2>から4p^2P_<1/2>への770nmの光学遷移を用いて、K原子の蛍光スペクトルを観測し、超微細構造ピークを同定した。そして、RFループを取り付け、光ポンピング効率を調べ、最適な実験条件を得た。本研究は、残留磁場におけるRF共鳴スペクトルを観測した。これは、従来の残留磁場を補正する方法より、方法が簡単で、磁場補正の不十分によるZeeman分岐の広がりがないため、測定精度が高い。観測されたRFスペクトルから、^<39>Kと^<41>Kの基底状態4s^2S_<1/2>の超微細構造分岐エネルギー、そして超微細構造定数を0.2kHzの高精度で決定した。決定した超微細構造定数から、核内磁気分布を表す超微細構造異常を調べ、超微細構造異常が大きいであることがわかった。

Research Products

• [Publications] W.G. Jin, H. Katsuragawa, et. al.: "J dependence of the isotope shift in the Gd I 4f^76s^26p ^9P term"Jpn. J. Appl. Phys.. V40. 6129-6130 (2001)
• [Publications] W.G. Jin, H. Katsuragawa, et. al.: "Specific mass shift in Gd I and Dy I"J. Phys. Soc. Jpn.. V70. 2316-2320 (2001)
• [Publications] W.G. Jin, H. Katsuragawa, et. al.: "Diode-laser hyperfine-structure spectroscopy of ^<138,139>La"Phys. Rev. A. V63. 064501-064503 (2001)