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孤立系ミュオン原子のラジカル反応に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J01738
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関大阪大学

研究代表者

吉田 剛  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードミュオン原子 / 多価イオン / 飛行時間型質量分析計 / クーロン爆発 / イオン加速 / レーザーアブレーション / 希ガス元素 / ラジカル反応 / ミューオン原子
研究実績の概要

本研究では、未だ単離された報告の無いミュオン原子を単離し、その化学反応を観察することで、化学種としてのミュオン原子の可能性を切り開くことを最終目的にしている。そのために、本研究では、1)PTFEターゲットでのミュオン原子生成、2)電磁相互作用によるミュオン原子の分離、3)分離後のミュオン原子ビームの最適化、4)ミュオン原子ビームの利用と順を追って研究を進めていく。
平成27年度までは、PTFEからミュオン原子をビームとして取り出す装置を開発、その評価・最適化を行い、ミュオンF原子イオンを検出するのに十分な分解能を持っていることを示すことができた。平成28年度は、開発した装置を用いて、J-PARCのミュオンビームを用いた性能評価を行った。ミュオンビーム照射により生成する様々な粒子がノイズとして観測されたが、静電場によるビーム偏向システムを組み込みなど、装置の改造を行うことで大幅に低下させられることがわかった。すでに述べたように、装置としては十分な性能を持っていることがわかっているが、ノイズ、シグナルの問題などにより、これまで実施したミュオンビーム実験ではミュオン原子の検出には至らなかった。その原因としては、ミュオンビーム強度が足りていないこと、そして、ターゲットからのミュオン原子発生機構に不確かさがあることが考えられる。発生機構については、実験だけでなく理論的なアプローチが、課題解決のために必要だと考えている。
研究実務以外では、学会発表を4件(国内3件、海外1件)行った。また、2件の受賞があった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 低圧の混合ガス試料(H<sub>2</sub>+CO, H<sub>2</sub>+CO<sub>2</sub>)中でのミュオン転移における化学効果2016

    • 著者名/発表者名
      Go YOSHIDA, Kazuhiro NINOMIYA, Makoto INAGAKI, Wataru HIGEMOTO, Naritoshi KAWAMURA, Koichiro SHIMOMURA, Yasuhiro MIYAKE, Taichi MIURA, Michael Kenya KUBO, Atsushi SHINOHARA
    • 雑誌名

      RADIOISOTOPES

      巻: 65 号: 3 ページ: 113-118

    • DOI

      10.3769/radioisotopes.65.113

    • NAID

      130005137586

    • ISSN
      0033-8303, 1884-4111
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elemental Analysis System with Negative-Muon Beam2015

    • 著者名/発表者名
      Takahito OSAWA, Kazuhiro NINOMIYA, Go YOSHIDA, Makoto INAGAKI, Kenya M. Kubo, Naritoshi KAWAMURA, Yasuhiro MIYAKE
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 8 ページ: 025003-025003

    • DOI

      10.7566/jpscp.8.025003

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Development of a Non-Destructive Analysis System with Negative Muon Beam for Industrial Devices at J-PARC MUSE2015

    • 著者名/発表者名
      Motonobu Tampo, Kouji Hamada, Naritoshi Kawamura, Makoto Inagaki, Takashi U. Ito, Kenji M. Kojima, Kenya M. Kubo, Kazuhiko Ninomiya, Patrick Strasser, Go Yoshida, Yasuhiro Miyake
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 8

    • DOI

      10.7566/jpscp.8.036016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muonic Atom Formation by Muon Transfer Process in C6H6 or C6H12 and CCl4 Mixtures2015

    • 著者名/発表者名
      M. Inagaki, K. Ninomiya, K. Fujihara, G. Yoshida, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 8 ページ: 033004-033004

    • DOI

      10.7566/jpscp.8.033004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muon capture probability of carbon and oxygen for CO, CO2, and COS under low-pressure gas conditions2015

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshida, K. Ninomiya, T. U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, K. M. Kubo, A. Shinohara
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 303 号: 2 ページ: 1277-1281

    • DOI

      10.1007/s10967-014-3602-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] TOF型質量分析計を用いたミュオン原子取り出し装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 剛, 二宮 和彦, 稲垣 誠, 豊田 岐聡, 青木 順, 河村 成肇, 篠原 厚
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(八王子市)
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of muonic atom beam extraction by using intense negative muon beam of J-PARC MUSE2016

    • 著者名/発表者名
      Go Yoshida, Kazuhiko Ninomiya, Makoto Inagaki, Jun Aoki, Michisato Toyoda, Naritoshi Kawamura, Atsushi Shinohara
    • 学会等名
      The 6th Yamada workshop on Muonic X and Gamma ray Spectroscopy (MXG16)
    • 発表場所
      Osaka University (Suita, Osaka)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸素、硫黄原子へのミュオン捕獲確率の分子による変化2016

    • 著者名/発表者名
      吉田剛, 二宮和彦, 稲垣誠, 伊藤孝, 髭本亘, ストラッサー・パトリック, 河村成肇, 下村浩一郎, 三宅康博, 三浦太一, 久保謙哉, 篠原厚
    • 学会等名
      第60回放射化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス (新潟市西区)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MUSEの大強度ミュオンビームを用いたミュオン原子取り出し実験2016

    • 著者名/発表者名
      吉田剛, 二宮和彦, 稲垣誠, 豊田岐聡, 青木順, 河村成肇, 三宅康博, 篠原厚
    • 学会等名
      第60回放射化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス (新潟市西区)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of muonic atom beam extraction system for chemical reaction studies of muonic atoms2016

    • 著者名/発表者名
      Go Yoshida, Kazuhiko Ninomiya, Makoto Inagaki, Jun Aoki, Michisato Toyoda, Naritoshi Kawamura, Atsushi Shinohara
    • 学会等名
      Ninth International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
    • 発表場所
      Marina Congress Center (Helsinki, Finland)
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] C,O原子に対するミュオン捕獲過程の化学構造による変化2016

    • 著者名/発表者名
      吉田剛, 二宮和彦, 稲垣誠, 篠原厚, 髭本亘, 河村成肇, 下村浩一郎, 三宅康博, 三浦太一, 久保謙哉
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Muonic atom formation processes for low pressure gaseous molecules2016

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshida, K. Ninomiya, M. Inagaki, R. Nakagaki, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, K. Ishida, K. Kubo, A. Shinohara
    • 学会等名
      理研シンポジウム:ミュオン科学応用の最先端
    • 発表場所
      理化学研究所(和光市)
    • 年月日
      2016-02-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Muonic atom formation processes for carbon containing molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Go Yoshida, Kazuhiko Ninomiya, Makoto Inagaki, Wataru Higemoto, Takashi U. Ito, Naritoshi Kawamura, Kohichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake, Taichi Miura, Kenya M. Kubo, Atsushi Shinohara
    • 学会等名
      the XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC 2015)
    • 発表場所
      Sala Toledo of El Greco Conference Center (Toledo, Spain)
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Initial quantum states of captured muon for CO, CO2 and COS molecules2014

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshida, K. Ninomiya, M. Inagaki, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo, and A. Shinohara
    • 学会等名
      11th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP11)
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス(仙台市青葉区)
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 低圧のH2+COおよびH2+CO2混合ガスにおけるミュオン転移過 程の研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉田剛、二宮和彦、稲垣誠、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久 保謙哉、篠原厚
    • 学会等名
      第58回放射化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋市千種区)
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Muonic atom formation on low pressure carbon oxide samples by using low energy negative muon beam2014

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshida, K. Ninomiya, M. Inagaki, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo, and A. Shinohara
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Science at J-PARC 2014
    • 発表場所
      エポカルつくば(つくば市)
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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