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重イオンを用いた新奇光子ビーム生成機構の検証実験

研究課題

研究課題/領域番号 16H02136
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 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

上垣外 修一  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 部長 (00260191)

研究分担者 金井 保之  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託研究員 (00177487)
中川 孝秀  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, チームリーダー (00360602)
笹尾 登  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
市川 雄一  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (20532089)
吉見 彰洋  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40333314)
長友 傑  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任技師 (60418621)
吉村 太彦  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (70108447)
原 秀明  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別契約職員(助教) (70737311)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2016年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
キーワード重イオンビーム / コヒーランス / シンクロトロン放射 / レーザー / 量子ビーム / 原子・分子物理 / 加速器 / 実験核物理 / 4Dエミッタンス / 原子・分子物理学 / 素粒子実験
研究成果の概要

本研究では重イオン及びコヒーランスをキーワードとして、これらによりもたらされる新しい特徴を備えた光子ビーム(ガンマ線源)の生成法の開発を目的に研究を行った。具体的には、Baイオンを用い高輝度ガンマ線源の基礎実験を行った。この結果、共鳴散乱の断面積や幅等を測定し理論と概ね一致することを確認するとともに、今後の課題を明らかにした。また重イオンを用い、軌道角運動量を有するガンマ線源の生成方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ガンマ線は原子核や素粒子物理学を始めとする基礎物理学の進展に貢献するだけではなく、非破壊検査やイメージングなど医療や産業面でも応用範囲が広く、それ故極めて重要な役割を果たしてきた。本研究は重イオン及びコヒーランスをキーワードとして、これらによってもたらされる新しい特徴を備えたガンマ線源生成法の開発を目的としている。実験面では、従来よりも数桁も輝度の高いガンマ線源を念頭にバリウムイオンを用いた開発実験を行い、今後の基礎となる成果を得た。また理論面では軌道角運動を有するガンマ線源の生成法を新たに提案した。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Alternative method of generating gamma rays with orbital angular momentum2021

    • 著者名/発表者名
      Minoru Tanaka, Noboru Sasao
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics E

      巻: 30 号: 06 ページ: 2150040-2150040

    • DOI

      10.1142/s0218301321500403

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intense Gamma Radiation by Accelerated Quantum Ion2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sasao
    • 雑誌名

      Particle Physics at the Year of 25th Anniversary of the Lomonosov Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 相対論的量子イオンビームによる高強度ガンマ線源2017

    • 著者名/発表者名
      本田洋介 他
    • 雑誌名

      第14回日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: - ページ: 1303-1305

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of CP violation parameter using neutrino pair beam2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshimura and N. Sasao
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 753 ページ: 465-469

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.12.040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 軌道角運動量をもつガンマ線の新たな生成法2022

    • 著者名/発表者名
      笹尾登
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ba-ion spectroscopy experiment for high-intensity gamma-ray source using heavy ions2020

    • 著者名/発表者名
      R. Fujieda
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms January 6-7, 2020 (RIKEN in Saitama)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子イオンビーム(QIB)へ向けたBaイオン源の開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤枝亮
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 相対論的量子イオンビームによる高強度ガンマ線源2017

    • 著者名/発表者名
      本田洋介
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Intense gamma radiation by accelerated quantum ions2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sasao
    • 学会等名
      18th Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intense gamma radiation by accelerated quantum ions2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sasao
    • 学会等名
      Light driven Nuclear-Particle physics and Cosmology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photon and neutrino emission from quantum ions in circular motion2016

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sasao
    • 学会等名
      25th International Conference on Atomic Physics (ICAP 2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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