2020 Fiscal Year Research-status Report
負ミュオンスピン・インジェクションによる非磁性核における核スピン緩和測定法の実現
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19K21859
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
竹下 聡史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別助教 (40450366)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 負ミュオンスピン緩和法 / スピン緩和測定 / 分子運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、負ミュオンによるスピン緩和法を応用することにより、核スピンを持たない12C核において核スピン緩和測定を可能とする極めて画期的な手法（負ミュオンスピンインジェクション法）を実現するものである。さらに本手法応用することにより、高分子材料で重要、かつ他の測定手法では観測が容易ではないMHz帯における分子運動を同定する事を目的とする。
当該年度では、簡単な系におけるダイナミクスを明らかにする計画であり、単純な化学構造で構成されるポリエチレンに対して本手法の適用を試みた。その結果、一つの水素原子核のスピンと負ミュオンのスピンの2スピン間の双極子磁場による超微細相互作用で信号が説明でき、さらにMHz領域における超微細相互作用の揺らぎ周波数を得ることに成功した。この結果と正ミュオンを用いたミュオンスピン緩和測定の結果とを比較することにより、正のミュオンでは明らかにミュオン自信の拡散を観測していた事が示唆される結果を得た。本手法により正ミュオンを用いた場合では得られない情報を負ミュオンを用いることにより得られることが明らかとなった。
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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
単純な構造を有するポリエチレンについての実験を行い、負ミュオン束縛炭素が疑似ホウ素であるとした化学状態で結果が説明できることまで明らかとなった。しかし、負ミュオンを束縛することにより炭素原子に持ち込まれるエネルギーは極めて大きいと考えられ、これによる化学状態変化の有無については検討を行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
負ミュオン束縛に際し化学状態がどのように変化しているかを検討するために、より単純な構造を有する、炭素数の少ない炭化水素において本手法を適用し、超微細相互磁場の測定を行う。また第一原理計算等と併用することにより、負ミュオン束縛時に生じる化学状態の変化についてを明らかにする。平行してより複雑な構造を有する高分子材料に対しても実験を行い、系のダイナミクス情報を得るための実験を進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により、ビームタイムのスケジュールが大きく後ろ倒しとなっており、この実験結果を踏まえて整備する資料環境装置等の進捗が遅れており、次年度使用額が生じている。また同上の影響により、発表を予定していた国際会議等が中止や延期となり、その事からも次年度使用額が生じている。
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[Presentation] 負ミュオンスピン緩和法を用いた高分子ダイナミクス測定法の開発2020
Author(s)
竹下聡史,平石雅俊,幸田章宏,岡部博孝,西村昇一郎,中村惇平,神田聡太郎,下村浩一郎,門野良典,瀬戸秀紀,梅垣いづみ,杉山純
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
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