超臨界金属における金属絶縁体転移のミューエスアール法による研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22604011
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 幸田 章宏 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, 研究機関講師 (10415044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹下 直 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (60292760)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 強相関電子系 / 物性実験 / 粒子線 / ミューエスアール法 / 金属絶縁体転移

Research Abstract

当初の研究計画では高温高圧セルによる高温実現とデータ取得技術の開発に重点を置いた基礎的なビーム実験に臨む予定であったが、J-PARCの事故によってビーム実験は長期停止せざるをえなくなった。そのため、高圧条件の達成に目標を切り替えて、セルの基本的な設計に立ち返って試験・評価をすることにした。ジュール熱による高温生成の具体的な機構を実験セルに組み込みつつ、効率的な圧力発生および信号ノイズ比を最大とするような高温高圧セルを目指し、構造設計の検討を重ねた。
次年度が研究計画最終年度であるため、次年度には基礎的なビーム実験が実施できるよう、高温高圧セルのモックアップを製作し、ミューエスアール検出器との組み合わせや、構造的な問題について検討を加えた。高温高圧という特殊条件、とくにアルカリ金属の高温高圧実験はひとつ間違えると火災という事故を引き起こしてしまう。J-PARC事故を契機とした安全に対する心構えに基づいて最大限の注意を払い、危険性の見落としがないか、予想外の動作が起きたときに危険な状況を誘発しないか、十分な安全性が担保されているか、といった点について、様々な角度から意見交換をおこない、設計に反映するようにした。
また昨年度から引き続き検討を続けているデータ取得プログラムの外部条件によるヒストグラム振り分けについては、ほかの研究グループの開発成果を使わせてもらうことで、実現に目途をたてることができた。次年度の基礎的なビーム実験実現に向けた周辺装置からのデータ取り込みについて、整備を進めている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度当初の研究計画では、ビームを用いた基礎実験を行い、その結果から得られる知見を活かして、最終年度の実験につなげるという予定であった。しかしながら、J-PARCの事故による長期間のビーム停止のため、ビーム実験を本年度に行うことは不可能となってしまった。
また実際にビーム実験ができる状況になったとしても、実験装置の安全性に関する検討は最重要項目である。再度、基本に立ち返り危険が潜んでいないか、慎重に再検討することとした。
以上のような理由により、当初の計画より研究進捗は遅れていると言わざるをえない。

Strategy for Future Research Activity

上述のように、研究計画のスタート時点での到達目標である圧力、温度を達成してビーム実験を行うのは困難な状況となってしまった。しかしながら、今後のこの実験テーマの発展のために、基礎的なデータを収集することは可能である。昨年度、製作したモックアップセルで高圧条件、高温条件それぞれの発生を確認しつつ、ビーム照射実験に臨む。
また、そのために装置検討部会と実験装置の安全性についての議論を重ねて、実験実施の承認を得る。