2013 Fiscal Year Annual Research Report
超電導共振器中のマイクロ波を用いた低温分子ビームの操作と基礎物理研究への応用
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24684031
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
榎本 勝成 富山大学, 理工学研究部(理学), 准教授 (50452090)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原子分子物理 / 低温分子 / マイクロ波 / 素粒子実験 / 超伝導 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、超伝導共振器中で大幅に増強されたマイクロ波を用いて、低温分子ビームを集束・減速し、高指向性・低速の低温分子ビームを実現し、低温分子ビームを用いる高エネルギー物理学の精密測定に寄与することである。今年度では、ブリティッシュ・コロンビア大学との共同研究で、逆回転ノズルと呼ばれる低速分子ビーム源を用いてマイクロ波分子集束を行った実験について論文を発表した。また、富山大学においても、全長約50 cmの超伝導共振器を作成し、実用上十分な集束・減速能力をもつシステムを作成中である。この超伝導共振器について、約10 Wのマイクロ波パルスの入射に対しても100万近いQ値が得られることを確認し、高強度マイクロ波入射による加熱からくるQ値の低下が軽微であることを確認した。このことから10 kV/cm程度の交流電場が得られていると期待され、これは集束・減速を行うのに十分な電場強度である。
また、超伝導共振器に導入する前段階の、中速度、低温の分子ビームを得るために、レーザーアブレーションによるバッファーガス冷却法の開発を進めた。一酸化鉛(PbO)分子について、液体ヘリウム温度での分子ビームの生成に成功した。PbO分子気体の生成量についてアブレーションレーザーの強度依存性について調べ、10 mJ/mm2程度が最適であることを確認した。分子ビームの温度や並進速度などの特性評価も行い、140 m/s程度の分子ビームが得られていることを見た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
超伝導共振器を冷却するためのクライオスタットのリークの修理に時間と予算が大きくとられたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画にやや遅れが生じており、時間軸上での変更はあるが、当初の計画の内容通り進めていく。電子の永久電気双極子モーメントの測定については、海外の他のグループが非常に高い精度の測定を報告しており、それと競合しない類似研究（例えば核子の永久電気双極子モーメントの測定）などに取り組む。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
分子ビームの検出に利用する光共振器について、年度内での購入が時間的に間に合わなかったため。
上記の光共振器を、新年度の早いうちに購入する。
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