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多価イオンにおける超長寿命準安定状態のポピュレーションキネティクス

研究課題

研究課題/領域番号 16H04028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関電気通信大学

研究代表者

中村 信行  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (50361837)

研究分担者 加藤 太治  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード多価イオン / ポピュレーションキネティクス / 準安定状態 / 原子時計 / ポピュレーショントラッピング / 原子・分子物理
研究成果の概要

熱核融合プラズマ診断に有用であるとされながら30年来同定がなされなかった共鳴線の謎を、ポピュレーション(占有密度、プラズマ中粒子の状態分布)の時間発展を実験・理論の両面から研究することで解明した。新しい原子時計の候補とされる4f開殻多価イオンの有用な可視発光線の同定を行った。これまで観測されたことのない自発的な電気八重極子遷移の観測に成功し、その特殊な発光機構をポピュレーションキネティクスにより解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽コロナや熱核融合実験炉などの高温プラズマの研究では、その状態を発光スペクトルから探る分光診断が重要である。本研究は、その発光スペクトルの理解の鍵となるポピュレーション(占有密度、プラズマ中粒子の状態分布)のキネティクス(速度論、時間発展)に関して新たな知見を与えた。また、新しい原子時計により物理定数の時間的変動を高感度に調べるという挑戦的な課題が提案されているが、そのために有用とされている多価イオンの発光スペクトルを調べ、将来の原子時計構築に有用な知見を得た。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Delaware/Joint Quantum Institute/University of Nevada(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Extreme ultraviolet spectra of multiply charged tungsten ions2017

    • 著者名/発表者名
      Momoe Mita, Hiroyuki A. Sakaue, Daiji Kato, Izumi Murakami, and Nobuyuki Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 875 ページ: 012019-012019

    • DOI

      10.1088/1742-6596/875/2/012019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visible transitions in Ag-like and Cd-like lanthanide ions2017

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Murata, Takayuki Nakajima, Marianna S. Safronova, Ulyana I. Safronova, and Nobuyuki Nakamura
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 96 号: 6 ページ: 062506-062506

    • DOI

      10.1103/physreva.96.062506

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Population trapping: The mechanism for the lost resonance lines in Pm-like ions2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiji、Sakaue Hiroyuki A.、Murakami Izumi、Nakamura Nobuyuki
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods B

      巻: 408 ページ: 16-20

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.05.029

    • NAID

      120007180046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible spectra of highly charged holmium ions observed with a compact electron beam ion trap2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Nakajima, Kunihiro Okada, Michiharu Wada, Vladimir A. Dzuba, Marianna S. Safronova, Ulyana I. Safronova, Noriaki Ohmae, Hidetoshi Katori, Nobuyuki Nakamura
    • 雑誌名

      TakayukiNakajimaaKunihiroOkadabMichiharuWadacVladimir A.DzubadMarianna S.SafronovaefUlyana I.SafronovagNoriakiOhmaehijHidetoshiKatorihijkNobuyukiNakamura

      巻: 408 ページ: 118-121

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.03.135

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Observation of the M1 Transition between the Ground Term Fine Structure Levels of W VIII2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mita, H.A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, and N. Nakamura
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 5 号: 1 ページ: 131-5

    • DOI

      10.3390/atoms5010013

    • NAID

      120007191866

    • 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] 4f-5s電気八重極子遷移(E3)の観測とその強いZ依存性2018

    • 著者名/発表者名
      坂上裕之,加藤太治,村上泉,大橋隼人,中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a high temperature superconducting magnet for use in a cryogen-free electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tamai, Hiroyuki A Sakaue, Yoshiro Terazaki, Nagato Yanagi and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visible spectra of heavy ions with an open 4f shell2018

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Murata, Takayuki Nakajima, Marianna S. Safronova, Ulyana I. Safronova, and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of electric octupole (E3) transitions in the EUV spectra of tungsten ions2018

    • 著者名/発表者名
      H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi and N. Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible spectra of multiply charged heavy ions obtained with a compact electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA Nobuyuki
    • 学会等名
      The 7th China- Japan-Korea Joint Seminar on Atomic and Molecular Processes in Plasma (AMPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collisional and radiative processes of highly charged iron ions studied with an electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of 4f-5s Electric Octupole (E3) Transition in the EUV Spectrum of Ag-like Tungsten2018

    • 著者名/発表者名
      H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi and N. Nakamura
    • 学会等名
      13th International Symposium on Electron Beam Ion Sources and Traps (EBIST2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 4f開殻重元素イオンの可視域発光スペクトルの観測2017

    • 著者名/発表者名
      村田隼一、中島貴之、中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Time evolution measurements of an EBIT plasma2017

    • 著者名/発表者名
      M. Monobe, D. Kato, and N. Nakamura
    • 学会等名
      China-Japan Collaborative Workshop on Stability and Transport of Edge Plasmas
    • 発表場所
      福州(中国)
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4f開殻重元素イオンの可視域発光スペクトルの観測2017

    • 著者名/発表者名
      村田隼一, 中島貴之, Mariana S. Safronova, Ulyana I. Safronova, 中村信行
    • 学会等名
      「原子分子過程研究と受動・能動分光計測の高度化のシナジー効果によるプラズマ科学の展開」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プロメチウム様イオン発光スペクトルの時間発展計測2017

    • 著者名/発表者名
      物部将士, 加藤太治, 中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 準安定状態へのポピュレーショントラップの時間発展計測2017

    • 著者名/発表者名
      物部将士、加藤太治、中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 4f開殻重元素イオンの可視域発光スペクトルの観測2017

    • 著者名/発表者名
      村田隼一、中島貴之、Marianna S. Safronova、Ulyana I. Safronova、中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of time-resolved EUV spectra for studying the population kinetics in an electron beam ion trap plasma2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Monobe, Daiji Kato, Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Visible M1 transitions in 4f open shell heavy ions observed with an electron beam ion trap2017

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Murata, Takayuki Nakajima, Marianna Safronova, Ulyana Safronova and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Collisional-radiative model for EUV spectra of Pm-like ions in EBIT2017

    • 著者名/発表者名
      Daiji Kato, Hiroyuki A. Sakaue, Izumi Murakami, and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Extreme ultraviolet spectra of multiply charged tungsten ions2017

    • 著者名/発表者名
      Momoe Mita, Hiroyuki A. Sakaue, Daiji Kato, Izumi Murakami and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エルビウム多価イオンの発光線観測2016

    • 著者名/発表者名
      村田隼一、中島貴之、中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第41回年会
    • 発表場所
      富山大学(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 小型電子ビームイオントラップによる重元素多価イオンの極端紫外分光2016

    • 著者名/発表者名
      加藤弘行, 岸良子文, Safdar Ali, Emma Sokell, John Sheil, 中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Observation of visible and EUV emission spectra of tungsten ions2016

    • 著者名/発表者名
      M. Mita and N. Nakamura
    • 学会等名
      The 6th China-Japan-Korea Joint Seminar on Atomic and Molecular Processes in Plasma (AMPP2016)
    • 発表場所
      成都(中国)
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopy of multiply charged ions with a compact EBIT at UEC Tokyo2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura
    • 学会等名
      The 6th International Seminar on Physics at EBITs and Advanced Research Light Sources (PEARL2016)
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 中村信行研究室ホームページ

    • URL

      http://yebisu.ils.uec.ac.jp/nakamura/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-28  

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