2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurements of rovibrational constants of CaH+ for studying possible time variation of electron-proton mass ratio
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15K13545
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
岡田 邦宏 上智大学, 理工学部, 教授 (90311993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶田 雅稔 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所時空標準研究室, 主任研究員 (50359030)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 陽子-電子質量比 / CaH+ / イオントラップ / クーロン結晶 / 分子イオン / レーザー冷却 / 回転温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，陽子-電子質量比の時間依存性研究のための有力な候補であるCaH+の回転基底状態を生成し，その振動回転定数を実験的に決定することである．その実現のためにはCaH+の回転温度を冷却し，回転基底状態を生成する必要がある．そこで，本研究ではCaH+の回転温度冷却を目的とした冷却線形ポールトラップを製作し，CaH+の周りの環境温度を約12Kにすることによって回転基底状態の占有率を約55%にまで高めたうえで，中赤外レーザー光源による振動遷移励起（1^1Σ: v = 0, J = 2 → v = 2, J = 1）と，405 nm紫色レーザーによる電子遷移励起1^1Σ(v = 0, J ) → 2^1Σ(v = 1, J)を組み合わせたCaH+のレーザー誘起蛍光（LIF）観測系を提案し，実際に完成させた．ただし電子遷移波長が未知のため，CaH+のLIF観測には未だ至っていない．その打開策として，紫外パルスレーザーと中赤外レーザーを用いたCaH+の二重共鳴光解離スペクトル測定法を提案し，その実現の第一歩として紫外パルスレーザーを用いたCaH+の光解離実験を試みた．Ca+とCaH+からなる混合クーロン結晶を生成した後，紫外パルスレーザーを照射してLIF画像の変化を観測した．その結果，振動回転定数の決定において重要な試金石となるCaH+の光解離反応CaH+ + hν → Ca+ + Hの観測に波長帯283-287 nmで初めて成功した．また光解離レートを測定することによって，光解離断面積の下限値を決定した．一方，単一イオン分光のデモンストレーションとして，単一CaH+を生成しその光解離の観測にも成功した．本研究成果によって，光解離を用いたCaH+の電子遷移波長の決定が可能となるはずであり，LIF観測によるCaH+振動回転定数の測定へ向けて道筋をつけることができた．
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