| 研究領域 | 宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05458
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
東 俊行 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (70212529)
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| 研究分担者 |
一戸 悠人 立教大学, 理学部, 助教 (30792519)
山田 真也 立教大学, 理学部, 准教授 (40612073)
渡辺 伸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (60446599)
馬場 彩 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70392082)
井上 芳幸 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (70733989)
池戸 豊 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, 先任技師 (90415050)
岡田 信二 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 協力研究員 (70391901)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
174,330千円 (直接経費: 134,100千円、間接経費: 40,230千円)
2022年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
2021年度: 44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2020年度: 53,300千円 (直接経費: 41,000千円、間接経費: 12,300千円)
2019年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円)
2018年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
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| キーワード | 量子ビーム / 負ミュオン / 超伝導X線検出器 / 量子電磁力学 / X線検出器 / ガンマ線検出器 |
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| 研究成果の概要 |
強電場下の量子電磁力学(QED)検証の新しいアプローチとして、真空中に孤立したミュオン原子から放出されるミュオンX線の精密分光をめざした。J-PARCから供給される低速負ミュオンと超伝導TES型X線カロリメータを用いて、ミュオンNe原子から放出されるミュオンX線エネルギー準位に現れるQED効果の観測に成功した。同時に放出される電子特性X線を精密測定することで、束縛電子やミュオンと原子核で構成されるエキゾチックな少数量子多体系のフェムト秒時間領域のダイナミクスや分光の研究に応用できることも実証した。さらに、ミュオンX線に現れる振動構造を介してミュオン分子の直接観測にも初めて成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子電磁力学は、現在最も成功した物理理論の一つと言われている。極限高電磁場下における理論検証を通じてその有効性と破れを見出すことが新しい物理の探求につながる。従来の手法にかわるアプローチを提案した今研究の意義は大きい。また、ミュオンX線は非破壊元素分析のツールとしても最近注目されている。本研究が確立したミュオン特性X線エネルギーの精密計測定法を元素分析法に応用することで、これまで困難であった同位体分析に加え、元素の化学状態分析など、新たな研究分野の開拓につながることが見込まれる。
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