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反陽子パルスビームを用いた反陽子原子分光のための測定器開発

研究課題

研究課題/領域番号 09554018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

早野 龍五  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30126148)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1997年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード反陽子 / 反陽子ヘリウム原子 / エキゾティック原子 / チェレンコフ測定器 / レーザー分光 / アナログ法 / パルスビーム / CERN / 光電子増倍管 / 低速反陽子ビーム / CPT対称性 / 反陽子減速器(AD)
研究概要

本研究では、1999年よりCERN研究所で稼働を開始する低速パルス反陽子源、AD(Antiproton Decelerator)を用いた研究に向けて、実験計画立案と、測定装置の開発を行った。研究成果は以下の通り。
1. 反陽子をヘリウム媒質中に打ち込むと 97%は即時消滅するが、3%が反陽子ヘリウム原子を生成して遅延消滅(主としてπ中間子放出)をする。この遅延部分の遅延消滅時間スペクトルをバルスビームの環境で高精度で測定するには、十分なダイナミックレンジで直線性を保証されたアナログ測定器が求められる。
2. π中間子測定はチェレンコフカウンターで行うこととし、その出力を光電子増倍管で検出する。光電子増倍管としてはゲート付のメッシュダイノード型を新開発し、ゲート動作や直線性に関して詳細な検討を行った。また、光電子増倍管の出力波形は、ディジタルオシロスコープによって記録し、その波形出力の解析から反陽子消滅時間スペクトルを再構成する。
3. チェレンコフカウンターの応答をモンテカルロ法でシミュレートするとともに、プロトタイプを製作して電子シンクロトロンで光子数/入射粒子数比の測定を行った。その結果をシミュレーションにフィードバックすることで、信頼性の高いシミュレーションを実現した。
4. 開発された測定器は我々の実験計画実現に十分な性能を有することが確認され、実際に1999年にCERNにおける実験で使用される。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] H.A.Torii,et al.: "Laser Measurements of the density shifts of resonance lines in antiprotonic helium atoms and stringent constraint on the antiproton." Physical Review. A59. 223-229 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.J.Hartmann et al.: "Laser spectroscopy of metastable states in the v=2 cascade of antiprotonic" Physical Review. A58. 3604-3610 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Ketzer et al.: "Quenching of metastable states of antiprotonic helium stoms by collisions with H2 molecules" Journal of Chemical Physics. 109. 424-431 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hori et al.: "Laser spectroscopy studies of state-dependent collisional quenching of the Lifetimes of metastable antiprotonic helium atoms." Physical Review. A58. 1613-1627 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.S.Hayano: "Laser spectroscopy of Protonium" Proceeding of LEAP98. (印刷中). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.A.Torii et al.: "Laser Measurements of the density shifts of resonance lines in antiprotonic helium atoms and stringent constraint on the antiproton charge and mas" Physical Review. A59. 223-229 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.J.Hartmann et al.: "Laser spectroscopy of metastable states in the v=2 cascade of antiprotonic ^3He" Physical Review. A58. 3604-3610 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Ketzer et al.: "Quencing of metastable states of antiprotonic helium atoms by collisions with H2 molecules" Journal of chemical Physics. 109. 424-431 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hori et al.: "Laser spectroscopy studies of state-dependent collisional quenching of the lifetimes of metastable antiprotonic helium atoms." Physical Review. A58. 1613-1627 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.S.Hayano: "Laser Spectroscpy of protonium" Invited talk at LEAP98, proceedings. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamashita: "Development of antiproton annihilation detectors and analog recording method (in Japanese)" Master thesis, Jan 1999, University of Tokyo.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.A.Torii,et al.: "Laser Measurements of the density shifts of resonance lines in antiprotonic helium atoms and stringent constraint on the antiproton" Physical Review. A59. 223-229 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] F.J.Hartmann et al.: "Laser spectroscopy of metastable states in the v=2 cascade of antiprotonic" Physical Review. A58. 3604-3610 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.Ketzer et al.: "Quenching of metastable states of antiprotonic helium atoms by collisions with H2 molecules" Journal of Chemical Physics. 109. 424-431 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hori et al.: "Laser spectroscopy studies of state-dependent collisional quenching of the lifetimes of metastable antiprotonic helium atoms." Physical Review. A58. 1613-1627 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.S.Hayano: "Laser spectroscopy of Protonium" Proceedings of LEAP98. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 山下賢哉: "修士論文(東京大学)" 反陽子消滅検出器とアナログ計測法の考察, 65 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hayano他: "ATOMIC SPECTROSCOPY AND COLLISIONS USING SLOW ANTIPROTONS" CERN/SPSC. P-307(AD-3). 1-75 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] E.Widmann他: "Hyperfine Structure of the metastable pbar-He atomcule revealed by a laser-induced (n,1)=(37,35)→(38,34)transition" Phys.Lett.B404. 15-19 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.A.Torii他: "Instrumentation for laser-induced annihilation spectroscopy of metastable antiprotonic helium atoms" Nucl.Instr.Meth.A396. 257-271 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] B.Ketzer他: "Hydrogen-assisted laser-induced resonant transitions between metastable states of antiprotonic helium atoms" Phys.Rev.Lett.78. 1671-1674 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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