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大強度超低速ミュオン源による表面・ナノ結晶科学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16206005
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

三宅 康博  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 大強度陽子加速器計画推進部, 教授 (80209882)

研究分担者 松田 恭幸 (松田 泰幸)  高エネルギー加速器研究機構, 理化学研究所・岩崎先端中間子科学研究室, 先任研究員 (70321817)
PAVEL Bakule  高エネルギー加速器研究機構, 理化学研究所・岩崎先端中間子科学研究室, 協力研究員
池戸 豊  (株)豊田中央研究所, 研究員 (90415050)
下村 浩一郎  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関構師 (60242103)
西山 樟生  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50164611)
ARAKI Wakako  RIKEN, Advanced Meson Science Laboratory, Contract Researcher
牧村 俊介  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, 技師補 (10391715)
永嶺 謙忠  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50010947)
松本 貴裕  スタンレー電気, 研究開発センター, 主任研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2006年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2005年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2004年度: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
キーワードミュオン / 超低速ミュオン / 薄膜 / ライマンα / μ^+SR / 共鳴イオン化法 / ペロブスカイト / 加速器 / 偏極 / スピン / 低速ミュオン / 物性 / 水素原子 / 表面 / レーザー
研究概要

加速器で得られる高速なミュオンを低速化する手法として、我々は少々複雑な過程でミュオンを減速させている。きっかけは、高エネルギーのミュオンをタングステン(W)に打ち込むと、4%もの高い効率で、電子と正のミュオンが結合したミュオニウム原子(Mu)が完全に熱化して、真空中にでてくる事を実験的に発見したことに始まる。その骨子は第1に、真空中での熱エネルギーMu生成から始まり、第2にこの真空中に漂いでてきたMuをレーザー光によって効率良くイオン化し、電子を剥ぎ取り、第3に生成した超低速ミュオンを効率よく引き出すというものである。KEK-MSLで得られる500MeV陽子シンクロトンの陽子ビームと比して、60倍もの陽子ビーム強度を誇る英国ラザフォードアップルトン研究所、理研-RAL研究施設において、ライマンα(Lα)光共鳴法を用いた超低速ミュオン分光装置(u^+SR実験装置)を組み上げ、実際に薄膜研究を行うのが目的である。本科学研究費を交付して頂き、u^+SR実験装置の日本からの移設も完了し、u^+SRの最初のテスト実験を行うことができた。その結果、超低速ミュオンビームが薄膜や、多層膜などのあらたな対象にも十二分に威力を発揮することができる超低速ミュオンビーム用uSR分光装置を作り上げることを達成できた。現在、ペロブスカイト化合物のSrTiO_3(011)基盤上で成長させたNd_0.5Sr_0.5MnO_3で最近発見されたAnti-Phase Antiferroorbital Orderingのu^+SR研究にとりかかっているところである。既に、超低速ミュオンを用いたゼロ磁場uSR実験での結果では、室温で1〜0.05usec^-1程度の長い緩和が観測された。しかしながら220Kでは、ミュオンの偏極はほぼ完全に失われた。これはV. V. Krishnamurthyらによるバルク体のZF測定と合致し、パラマグネッチックな絶縁相から強磁性への転移が超低速ミュオンを使った薄膜の実験でデモンストレートされたといってよいであろう。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (32件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low energy positive muons for near-surface μSR studies2008

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 266

      ページ: 335-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prospects for Ultra Low Energy Muon Beam at J-PARC2008

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      IPS08 Abstract

      ページ: 1-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low energy positive muons for near-surface mSR studies2008

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl.Instr. And Meth. In Phys. Res. B266

      ページ: 335-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Prospects for U1tra Low Energy Muon Beam at J-PARC2008

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      IPS08 Abstract

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 超低速ミュオンスペクトロスコピー2007

    • 著者名/発表者名
      三宅康博
    • 雑誌名

      原子核研究 Vol.52(Supplement2)

      ページ: 13-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「超低速ミュオンスペクトロスコピー」2007

    • 著者名/発表者名
      三宅康博
    • 雑誌名

      原子核研究(Supplement) 2, Vol.52

      ページ: 13-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「理研 RAL ミュオン施設における低速ミュオンスペクトロメータの開発」2007

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸 他
    • 雑誌名

      物理学会予稿集 秋 9

      ページ: 21-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low-energy muons at RIKEN-RAL2006

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Physica B 374-375

      ページ: 456-459

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of low-energy muons with laser resonant ionization2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (Proc. Suppl. ) 155

      ページ: 346-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of low-energy muon beam line at the RIKEN-RAL muon facility2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep. 39

      ページ: 1-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies on this Nd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3 film using low-energy polarized muon beam2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep. 39

      ページ: 1-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low-energy muons at RIKEN-RAL2006

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Physica B

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of low-energy muons with laser resonant ionization2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B(Proc. Suppl.) 155

      ページ: 346-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development o low-energy muon beam line at the RIKEN-RAL muon facility2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep. 39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies on this Nd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3 film using lowenergy polarized muon beam2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, et. al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep. 39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「超低速ミュオんスペクトロスコピー」2006

    • 著者名/発表者名
      三宅 康博
    • 雑誌名

      物理学会予稿集 春 3

      ページ: 27-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of low-energy beam line at the RIKEN-RAL muon facility2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, P.Bakule, Y.Ikedo, K.Ishida, M.Iwasaki, S.Makimura, T.Matsuzaki, Y.Miyake, K.Nagamine, K.Shimomura, P.Strasser
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep.

      ページ: 39-39

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed source of ulatra low-energy muons at RIKEN-RAL2006

    • 著者名/発表者名
      P.Bakule, Y.Matsuda, M.Iwasaki, Y.Miyake, K.Nagamine, Y.Ikedo, K.Shimomura, P.Strasser
    • 雑誌名

      Physica B 374-375

      ページ: 456-459

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of low-energy muons with laser resonant ionization2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, P.Bakule, M.Iwasaki, T.Matsuzaki, Y.Miyake, Y.Ikedo, P.Strasser, K.Shimomura, S.Makimura, K.Nagamine
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B155

      ページ: 346-348

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Status of J-PARC muon science facility at the year of 20052006

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyake, K.Nishiyama, N.Kawamura, S.Makimura, P.Strasser, K.Shimomura, J.L.Beveridge, R.Kadono, K.Fukuchi, N.Sato, K.Ueno, W.Higemoto, K.Ishida, T.Matsuzaki, I.Watanabe, Y.Matsuda, M.Iwasaki, S.N.Nakamura, J.Doonbos, K.Nagamine
    • 雑誌名

      Physica B 374-375

      ページ: 484-487

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 物質生命科学実験施設 ミュオン科学研究施設2006

    • 著者名/発表者名
      三宅 康博
    • 雑誌名

      原子核研究 50・4

      ページ: 69-76

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of low-energy beam line at the RIKEN-RAL muon facility2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, P.Bakule, Y.Ikedo, K.Ishida, M.Iwasaki, S.Makimura, T.Matsuzaki, Y.Miyake, K.Nagamine, K.Shimomura, P.Strasser
    • 雑誌名

      RIKEN Accel.Prog.Rep. 39

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of low-energy muons with laser resonant ionization2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, P.Bakule, M.Iwasaki, T.Matsuzaki, Y.Miyake, Y.Ikedo, P.Strasser, K.Shimomura.S.Makimura, K.Nagamine
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low energy muons at RIKEN-RAL2005

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance

      ページ: 46-46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed source of ultra low energy muons at RIKEN-RAL2005

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedngs of the 10th Inernational Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance(uSR2005) 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 超低速ミュオンビームによって開かれる新しいμSRの世界2004

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸、三宅康博
    • 雑誌名

      固体物理 Vol.39 No.9

      ページ: 599-605

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation and applications of slow polarized muons2004

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule and E. Morenzoni
    • 雑誌名

      Contemporary Physics Vol.45 No.3

      ページ: 203-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「超低速ミュオンビームによって開かれる新しいuSR の世界」2004

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸、三宅康博、
    • 雑誌名

      個体物理 9, Vol.39

      ページ: 599-605

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation and applications of slow polarized muons2004

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule E. Morenzoni
    • 雑誌名

      Contemporary Physics 3, Vol.45

      ページ: 203-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「理研 RAL ミュオン施設における低速ミュオンビーム生成(III)2004

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸 他
    • 雑誌名

      物理学会予稿集 秋 9

      ページ: 12-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 超低速ミュオンビームによって開かれる新しいμSRの世界2004

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸, 三宅 康博
    • 雑誌名

      固体物理 Vol.39 No.9

      ページ: 599-605

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Recent development of a point positivemuon source at the RIKEN-RAL muon facility2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, P.Bakule, P.Strasser, K.Ishida, T.Matsuzaki, M.Iwasaki, Y.Miyake, K.Shimomura, S.Makimura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 721 "Neutrino Factories and Superbeams" (2004) 721

      ページ: 313-316

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] 理研RALミュオン施設における超低速ミュオンスペクトロメータの開発」2007

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 超低速ミュオンスペクトロスコピー2006

    • 著者名/発表者名
      三宅 康博
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Laser Ionization of Muonium-Pulsed Source Ultra Low Energy Muons for Material Studies2006

    • 著者名/発表者名
      P. Bakule, et. al.
    • 学会等名
      LAP 2006 International Conference on Laser Probing
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 理研RALミュオン施設における低速ミュオンビーム生成(III)2004

    • 著者名/発表者名
      松田恭幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      青森大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://riken.nd.rl.ac.uk/

    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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