2016 Fiscal Year Research-status Report
スピン偏極一価Ｈｅビーム散乱における異常な非対称性散乱の起源の解明
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15K05237
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| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
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Principal Investigator |
柳町 治 (酒井治) 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科, 総合科学研究センター, 特任研究員 (60005957)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射線・Ｘ線・粒子線 / 量子ビーム / He+ビーム / スピン非対称性散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究課題の目的はスピン偏極He+イオンビームと常磁性原子標的との衝突実験において観測された異常なスピン非対称性散乱「ポテンシャル散乱に基づく理論的予測と比べ、非対称成分強度が１万倍程度であり、また、Au等が標的物質の場合、非対称成分の相対強度の散乱角(θ)依存性が単純なsinθから外れ、cosθsinθとなる」の起源を解明することである。
平成28年度において、前年度に得られた結果「Heイオンと標的原子の間の電子移動中間励起状態で発現する原子内電子スピン軌道相互作用がHe核の運動に影響を及ぼし、これが異常なスピン軌道結合効果を生じる」の一部の公刊を進めた。第一段階として波数ベクトル表示による定式化の部分を纏めた。定性的パラメータを含む形ではあるが、上記の機構は非対称成分の大きさを再現可能であること、d-対称性軌道電子が中間状態で励起されるAu等のケースには散乱角依存性がcosθsinθとなることを示した。
第二段階として、角運動量表示による定式化を進めた。この方式は複雑であるが一般性が高く、定量的な計算も容易である。課題であった波数表示による結果との関係については、「電子移動が核子・核子散乱の漸近領域で生じる状況にある」場合に角運動量表示と波数表示は同等な結果となることが明らかになった。論文原稿の作成を進めている。
Pbでは、非対称成分の散乱角依存性がsinθ的である。Pbでは散乱強度の実験から、5d軌道はHe1s軌道と共鳴状態にあることが知られている。移動積分について最低次の摂動論に基礎を置く現在の定式化ではcosθsinθが期待され、実験と不一致がある。円運動模型での分極の非対称性の計算では、移動積分効果が小さいとcosθsinθで、大きくなるとsinθ的に変化することが示された。散乱の非対称性においても同様のことが生じ得るか、現在数値計算を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では平成27年度中に、波数表示により得られた結果「偏極He+ビームと常磁性原子標的の衝突散乱における異常なスピン軌道結合の起源が電子移動中間状態での電子の原子内スピン軌道相互作用にあり、Au等に見られた散乱角度依存性もd電子励起として再現可能である」を公刊する予定であった。
然しながら一般性の高い角運動量表示の定式化の枠内で、波数表示で得られた励起電子軌道対称性と散乱角度依存性の単純な関係を再現する数学的条件を明らかにすることに手間取り、公刊を猶予することとなった。この問題は解決され、第一論文として、波数表示の部分の公刊を進めた。角運動量表示の部分を第二論文として原稿を作成中であるが、現段階で実験との不一致点として残る、Pbについて共鳴効果として解決できる可能性が出てきた。共鳴効果の取り扱いは現在の角運動量表示の定式化を基礎に若干の拡張をすることにより可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験結果と我々の理論との不一致点であったPbなどのケースも、Heイオンと標的原子の間での電子移動の共鳴効果として解決できる可能性が出てきた。角運動量表示による定式化を行ったひとつの目的は共鳴ケースを対象に拡張する準備でもある。今後、共鳴移動の生じている場合についての定式化と数値計算研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画では平成27年度中に研究内容の一部を公刊する予定であったが、進捗状況の部分でも述べた事情により、公刊時期を平成28年度以降に変更した。第一論文（波数表示部分）の遅れにより、平成28年度に予定していた第二論文(角運動量表示)の部分の公刊が平成29年度に遅れた。これらの公刊の費用の分を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度中に、平成27、28年度,に計画していた部分も公刊する。この公刊費用に充てる予定である。
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