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超流動ヘリウム中及び表面の中性原子の分光学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 07102011
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 物理系
研究機関京都大学

研究代表者

薮崎 努 (藪崎 努)  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60026127)

研究分担者 高橋 義朗  京都大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40226907)
大見 哲巨  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70025435)
小貫 明  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90112284)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
210,000千円 (直接経費: 210,000千円)
1997年度: 27,000千円 (直接経費: 27,000千円)
1996年度: 78,000千円 (直接経費: 78,000千円)
1995年度: 105,000千円 (直接経費: 105,000千円)
キーワード超流動ヘリウム / レーザー分光 / 中性原子 / 磁気共鳴
研究概要

超流動ヘリウム中に他の中性原子を注入するとその最外殻電子と周りのヘリウムとの間に、パウリの排他律に基づく斥力が働き、注入原子の周りにはヘリウムの入り得ない泡が作られる。このような泡の中の原子モデルは原子バブルモデルと呼ばれ、液体ヘリウム中の中性原子が示すスペクトルの一般的な性質を良く説明してきた。本研究ではアルカリ原子に関して、球形の原子バブルモデルでは説明できない諸現象に注目した。基底状態アルカリ原子では泡は球形のまま静止したものではなく、ゼロ点振動により四重極振動をしていることを見出した。また、励起原子に関しては、通常のスペクトルの他に、広い赤外スペクトルが存在することを見出し、理論計算と比較により、このスペクトは励起原子に数個のヘリウム原子が付着した分子・クラスターからのものであることを明らかにした。また、液体・固体ヘリウム中のTm原子の研究をも行った。Tm原子の基底状態と低い励起状態との間の遷移は内殻電子によるものがある。その周りにヘリウムを排除する2個の最外殻電子が存在するため、内殻電子遷移は直接ヘリウムの影響を受けないことが予想された。実験では、今回初めてTm原子の観測にに成功したが、内殻遷移によるスペクトルは予想通り非常に鋭いことがわかった。また微細構造準位間の磁気双極子遷移を観測することができ、従来困難であった準安定状態の寿命の精密測定に成功した。液体ヘリウム表面と気体アルカリ原子との相互作用に関する研究も行った。これらの間の相互作用は反撥的であることに着目し、原子反射膜としてガラスセルの内壁を液体ヘリウム膜でコーティングする研究を行った。このようなセル中の気体アルカリ原子は長時間気体のままでセル中に閉じ込められることを見出し、更にこれらの原子のスピンを光ポンピング法によりほぼ完全に偏極することに成功した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (69件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (69件)

  • [文献書誌] T.Ito: "Transfer of Nutating Spin Polarizations between Rb and Ca Atoms" J.Phys.Soc.Jpn. 64・8. 2848-2853 (1995)

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  • [文献書誌] T.Maekawa: "Nuclear Polarization of 139La in Nd_<3+> : LaAlO_3 for Testing the Time Reversal Invariance" Nuclear Instr. & Methods. A366. 115-119 (1995)

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  • [文献書誌] T.Yabuzaki: "Laser Spectroscopy and Optical Pumping of Alkali Atoms in Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 367-369 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Optical Properties of Imparity Atoms in Pressurized Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 387-390 (1995)

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  • [文献書誌] Y.Takahashi: "Sublevel Spectroscopy of Alkali Atoms in Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 391-393 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Optical Properties of Alkali-metal Atoms in Pressurized Liquid Helium" Phys.Rev.A52・4. 2707-2716 (1995)

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  • [文献書誌] M.Iinuma: "High Proton Polarization in Crystalline Naphtalene by Dynamic Nuclear Polarization with Laser Excitation at Room temperature and Liquid Nitrogen Temperature." Phys.Lett.A208. 251-256 (1995)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Interface Fluctuations and Kinetics of Neucleon in Helium at Ultralow Temperatures." J.Low.Temp.Phys.98. 115-139 (1995)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Electric Field Effects in Fluids near the Critical Point" Europhys. Lett.29. 611-616 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Pressure-dependent Quenching of Rb 5P States in Liquid Helium" Phys.Rev.A53・6. 4054-4063 (1996)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Doubly D2 Excitation Spectra of Cs and Rb Atoms in Superfuld Helium due to a Quadruple Bubble Surface Oscillation" Phys.Rev.B54・9. 6600-6607 (1996)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Hel-Hell Coexistence near the Superfluid Transition" J.Low Temp. Phys.103. 131-138 (1996)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Superfluid Transition in ^4He in Gravity and Heat Flow" J.Low Temp. Phys.104. 133-142 (1996)

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  • [文献書誌] T.Fujita: "Texture of the Vortex Lattice of Superfluid ^3He-A" Proc.of the 21st Int'l. Conf. on Low Temp. Phys.1-2 (1996)

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  • [文献書誌] M.R.Rand: "Nonlinear Spin Dynamics and Magetic Field Distortion of Order Parameter in Superfluid ^3He-B" Phys.Rev.Lett.77. 1314-1317 (1996)

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  • [文献書誌] K.Toyoda: "Optical Free Induction Decay of Laser Cooled 85Rb" Phys.Rev.A56. 1564-1568 (1997)

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  • [文献書誌] K.Ishikawa: "Spectroscopy of Thulium Atom Implanted in Liquid and Solid He" Phys.Rev.B56. 780-787 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Dynamic Equations and Balk Viscosity near the Gas-Liquid Critical Point" Phys.Rev.E55. 403-420 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Bulk Viscosity near the Critical Point" J.Phys.Soc.Jpn.66. 511-513 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "A New Computer Method of Solving Dynamic Equations under Externally Applied Deformations" J.Phys.Soc.Jpn.66. 1836-1837 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Phase Transitions in Fluids in Shear Flow" J.Phys.C9. 6119-6157 (1997)

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  • [文献書誌] R.Yamamoto: "Kinetic Heterogeneities in a Highly Supercooled Liquid" J.Phys.Soc.Jpn.66. 2545-2548 (1997)

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  • [文献書誌] R.Yamamoto: "Nonlinear Rheology in a Highly Supercooled Liquid" Europhys.Lett.40. 61-66 (1997)

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  • [文献書誌] Y.Okamoto: "Theory of the Anomalous Nuclear Spin Relaxation in U_2D_2 Solid ^3He" J.Low.Temp.Phys.110. 69-74 (1998)

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  • [文献書誌] M.Iinuma: "High Proton Polarization in Crystalline Naphtalene by Dynamic Nuclear Polarization with Laser Excitation at Room Temperature and Liquid Nitrogen Temperature" Phys, Lett.A-208. 251-256 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Optical Properties of Alkali-metal Atoms in Pressurized Liquid Helium" Phy.Rev.A52-4. 2707-2716 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takahashi: "Sublevel Spectroscopy of Alkali Atoms in Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 391-393 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Optical Properrties of Imparity Atoms in Pressurized Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 387-390 (1995)

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  • [文献書誌] T.Yabuzaki: "Laser Spectroscopy and Optical Pumping of Alkali Atoms in Superfluid Helium" Z.Phys.B98. 367-369 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Maekawa: "A Large Nuclear Polarization of ^<139>La in Nd^<3+> : LaAlO_3 for Testing the Time Reversal Invariance" Nucl.Instr.& Meth.A366. 115-119 (1995)

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  • [文献書誌] T.Ito: "Transfer of Nutating Spin Polarizations Between Rb ans Ca Atoms" J.Phys.Soc.Jpn.64-8. 2848-2853 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Onuki: "Interface Fluctuations and Kinetics of Nucleation in Helium at Ultralow Temperatures" J.Low Temp.Phys.98. 115-139 (1995)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Electric Field Effects in Fluids near the Critical Point" Europhys.Lett.29. 611-616 (1995)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Doubly D2 Excitation Spectra of Cs and Rb Atoms in Superfluid Helium due to a Quadrupole Bubble surface Oscillation" Phys.Rev.13-54-9. 6600-6607 (1996)

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  • [文献書誌] T.Kinoshita: "Pressure-dependent Quenching of Rb 5P States in Liquid Helium" Phys.Rev.A53-6. 4054-4063 (1996)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "HeI-HeII Coexistence near the Superfluid Transition" J.Low Temp.Phys.103. 131-138 (1996)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Superfluid Transition in ^4He in Gravity and Heat Flow" J.Low Temp.Phys.104. 133-142 (1996)

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  • [文献書誌] T.Fujita: "Texture of the Vortex Lettice of Superfluid ^3He-A" Proc.of the 21st Int'l Conf.On Low Temp.Phys.1-2 (1996)

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  • [文献書誌] M.R.Rand: "Nonlinear spin Dynamics and Magetic Field Distortion of Order Parameter in Superfluid ^3He-B" Phys.Rev.Lett.77-7. 1314-1317 (1996)

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  • [文献書誌] K.Toyoda: "Optical Free Induction Dacay of Laser Cooled 85Rb" Phys.Rev.A-56. 1564-1568 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishikawa: "Laser spectroscopy of Thulinm Atom Implanted in Liquid and solid He" Phys.Rev.B-56. 780-787 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Dynamic Equations and Bulk Viscosity near the Gas-Liquid Critical Point" Phys.Rev.E-55. 403-420 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Bulk Viscosity near the Critical Point" J.Phys.Soc.Jpn.66. 511-513 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Onuki: "A New Computer Method of Solving Dynamic Equationss under Externally Applied Deformations" J.Phys.Soc.Jpn.66. 1836-1837 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "Phase Transitions in Fluids in shear Flow" J.Phys.C-9. 611-6157 (1997)

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  • [文献書誌] R.Yamamoto: "Kinetic Heterogeneities in a Highly supercooled Liquid" Phys.Soc.Jpn.66. 2545-2548

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  • [文献書誌] R.Yamamoto: "Nonlinear Rheology in a Highly supercooled Liquid, Europhys" Europhys.Lett.40. 61-66 (1997)

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  • [文献書誌] Okamoto: "Thory of the Anomalous Nuclear Spin Rerazation in U2D2 Solid ^3He" J.Low Temp.Phys.110. 69-74 (1997)

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      1997 実績報告書
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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Onuki: "Bulk Viscosity near the Critical Point" J.Phys.Soc.Jpn.66. 511-513 (1997)

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  • [文献書誌] A.Onuki: "A New Computer Method of Solring Dynamic Equations under Externally Applied Deformation" J.Phys.Soc.Jpn.66. 1836-1837 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Onuki: "Phase Transitions in Fluids in Shear Flow" J.Phys.C.9. 6119-6157 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yamamoto: "Kinetic Heterogeneities in a Highly Supercooled Liquid" J.Phys.Soc.Jpn.66. 2545-2548 (1997)

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      1997 実績報告書
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  • [文献書誌] T.Maekawa: "A large nuclear polarization of-^<139>La in Na^<3+>:LaAlO_3 for testing the time reversal invalience." Naclear Instrument & Methods A. 366. 115-119 (1995)

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2018-03-28  

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