2017 Fiscal Year Research-status Report
静電型イオントラップによる準安定状態イオンの精密寿命分光：高電荷イオンへの新展開
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16K05630
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
斉藤 学 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60235075)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
春山 洋一 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (00173097)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 禁制遷移 / 放射寿命 / イオンビームトラップ / 分光計測 / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオンビームトラップを用いて2P3/2および2P1/2準安定状態にあるXe3+イオンの放射寿命の測定を行った。これまでは２枚のレンズで集光した光を光電子増倍管に集めて光子の検出を行っていた。しかし、この方法ではバックグラウンド計数率に対する光子の計数率がかなり低く、統計的に測定誤差が大きくなってしまうことがわかった。そこで、検出面口径のより大きな光電子増倍管を、蓄積イオンビームにより近い位置に設置し、レンズを介さずに光子を検出する方法に装置を改善した。その結果、寿命測定値の誤差を1/3に減少させる事に成功した。
最終的に2P3/2状態の寿命を7.0±0.2ms、2P1/2状態の寿命を16.6±0.8msと決定した。この結果を過去の他グループの測定結果と比較すると、どちらの値もより大きな値が得られていることがわかった。特に2P3/2状態の寿命は３０％ほど大きい値であった。一方、過去の理論計算値と本研究で得られた寿命値を比較すると、測定誤差の範囲でどちらの状態の寿命値も一致することがわかった。
過去の測定結果との不一致の理由はまだはっきりしていないが、残留ガスとの衝突によって崩壊してしまうKr3+の準安定状態の見積もりの方法にあるのではないかと考えられる。過去の測定は本研究よりもトラップ内の真空圧力が高い条件で行われており、さらにトラップ内の残留ガスの主成分がKrガスとなっている。一方本研究は、残留ガスとの衝突の影響が小さいような真空圧力のより低い状態での測定が行われている。また、残留ガスの主成分は水素ガスである。
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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
本年度の目標であった、イオンビームトラップを用いた2P3/2状態および2P1/2状態Xe3+イオンの放射寿命の測定に成功し、国際学会および査読有論文でこの研究成果を発表することができた。おおむね計画通りに研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
目標に掲げた2P3/2状態および2P1/2状態Kr3+イオンの放射寿命測定実験を行う。とりわけ、2P3/2状態の測定実験は過去に無いため、初めての測定データとなる。得られた結果を過去の他グループによる理論計算結果と比較し、より正確な寿命の値を検討する。得られた結果は成果のまとまった段階で、国内、国際学会および論文で発表する。
Xe3+に比べてKr3+の寿命は長いために、光子の計数率が下がることが予想される。その際には、光ファイバー等の利用も含めた光学系の再検討も行う。
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| Causes of Carryover |
(理由）ガス試料の使用量が予想よりも少なく、新に購入する必要がなかったため。
(使用計画）ガス試料の購入に用いる。
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Research Products
(2 results)
