2017 Fiscal Year Research-status Report
超伝導マイクロ波共振器による極低温分子気体のトラップ
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16K05500
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
榎本 勝成 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (50452090)
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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)
小林 かおり 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (80397166)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 低温分子 / 分子ビーム / 分子分光 / 超伝導 / マイクロ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、前年度に行った400-430nm帯のPbO分子の精密分光とその摂動の解析について、論文をJMS誌に発表した。その後、ヘリウムバッファーガス冷却に基づく低温低速分子ビーム源や、分子検出系の改良を進め、超伝導マイクロ波共振器を用いた分子集束の実験を行った。10の6乗のQ値を持つ共振器に2W程度のマイクロ波を入力して強い定在波を立て、振動回転の基底状態にあるPbO分子ビームを集束させることに成功した。振動回転の基底状態は静電場にたいし、電場が強い所ほどエネルギーが低くなる状態であるが、これまでに報告されているこうした状態に作用する分子集束器は、集束力が弱く実用的ではなかった。一方、我々の開発した集束器は、分子分光に一般的に使われる超音速ジェットなどの高速ビームでも、十分集束が可能であると見積もられる。この結果について、論文を投稿中である。
また、前年度に着手した京都大学との低温分子に関する共同研究を進め、大学院生の長期派遣なども行い、技術交流を進めた。また、京都大学の別の研究室とも分子分光についての共同研究を開始し、オーブン型分子線による分光装置を作成した。
また、理論面でも、陽子―電子質量比変化の観測を、原子時計を使わないで分子イオンの2本の振動遷移周波数のみを用いて測定する方法を考案した。その一方で、超小型原子時計に位相変調を用いて変調可能な範囲を広げる方法を開発した。これらの成果について、２本の論文を発表した。
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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
分子ビームの生成量や検出感度の向上が進み、分子の集束が明瞭に確認できたので、分子減速・捕捉も同様に進展すると期待される。理論面での研究も、前年度同様にかなり進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
超伝導マイクロ波共振器関連では、熱流入対策を引き続き行い、液体ヘリウム消費量の削減とQ値の向上を行う。また、共振器中でのマイクロ波強度の推定方法が確立できたので、その知見をもとに、マイクロ波の入力パワーの向上を行う。これらの改善により減速器の能力の向上が見込まれる。
分子ビーム源の開発も引き続き行い、２段階バッファーガス冷却法による低速分子ビーム源の開発を進める。また、分子ビーム源とマイクロ波共振器の距離を近づけるなどの、真空チャンバーの改造を進める。
京都大学との共同研究による分子分光システムの構築を進め、減速・捕捉の対象として興味深い分子について、レーザーアブレーションの効率などの特性評価や、電子状態の解明を進める。また、これまでに改良を進めてきた低温分子ビーム源を利用した、高感度・高精度な分子分光研究を進める。
分子のトラップ用のファブリーペロー型超伝導共振器についても、引き続き開発を進め、共同研究先のブリティッシュコロンビア大学とともに、分子のトラップの実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
概ね予定通り執行しているが、若干の残額が出た。次年度の旅費等に使う予定である。
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