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
| Project/Area Number |
19K21859
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
|
|---|
| Keywords | 負ミュオンスピン緩和法 / スピン緩和測定 / 分子運動 / スピンインジェクション / 疑似核 / 分子ダイナミクス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
■ゴム弾性を示す高分子では、外場応答に重要なMHz帯の分子運動を明確にすることが、その弾性性能の理解と改革に重要である。しかし、重要な炭素鎖のMHz帯分子運動を直接観測する手段は乏しい。■本提案はスピン偏極した負ミュオンを試料に打ち込むことにより、本来核スピン緩和測定が不可能な12C核にスピンを付与（スピン・インジェクション）し、核スピン緩和測定を実現するものである。この画期的手法により炭素核位置でのMHz帯ダイナミクス観測を実現する。本手法が確立されれば、核スピンを持たない核でも核スピン緩和測定が可能となり、多様な材料のダイナミクスの理解も格段に進展させ、新たな材料の創生につながる。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
-
[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
Related Report
-
-
