2018 Fiscal Year Annual Research Report
Resonance of ions using a static periodic magnetic field
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17K14362
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
永田 祐吾 東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 助教 (30574115)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 原子物理 / 磁気共鳴 / 運動誘起共鳴 / イオン源 / ストロンチウムイオン / コヒーレント共鳴励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子の共鳴は多くの場合レーザーやマイクロ波によって実現されるが、それらを利用せずに静周期場を利用する方法がある。速度vの原子は周期長aの静周期場中を通過すると周波数v/aの振動場を受ける。その振動周波数が原子の遷移周波数に一致すると共鳴が起こる。本研究は原子の静周期磁場における磁気共鳴を、Srイオンの超微細構造（5 GHz）の測定に適用することで、この手法による超微細構造の初観測、そしてGHz帯における原理実証を目指すことを目的とする。
この実験に必須の開発項目として、Srイオンビームとレーザーがある。本年度は、初年度に開発したレーザーの調整とイオンビームの開発に費やした。まず、初年度にテストが不十分であった421nm レーザーの性能を評価した。Srイオンの5s-5p遷移の波長は、Rb原子の5s-6p遷移の波長に非常に近いため、テストとしてガラスセル中のRb原子の分光を実施した。その結果、Rb原子の共鳴信号が観測され、そこを中心にモードホップすることなく10 GHz程度の変調が可能であることを確認した。また、波長421 nmの測定用にマイケルソン干渉計を構築し、10^-6の精度で波長決定できることを確認した。次に初年度にArガスの発光を確認していたECRイオン源に電極を挿入し、ECR放電中のイオンを引き出し、ファラデーカップを用いてArイオン電流を確認した。さらに、電極の静電ポテンシャルを操作することで、ECRとは別のプラズマを生成できることを見出した。そして、μA以上のイオン電流を取り出せることを確認した。この結果に関しては論文投稿に向けて準備中である。イオンビームの開発に注力していたため、その他の開発が遅れているものの、今後は残りの開発及び測定を速やかに行う予定である。
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