| 研究課題/領域番号 |
16K17771
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
原子・分子・量子エレクトロニクス
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
澁谷 憲悟 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20415425)
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| 研究協力者 |
齋藤 晴雄
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 陽電子 / ポジトロニウム / スピン転換反応 / スピン軌道相互作用 / キセノン / 原子分子散乱 / ガンマ線 / 部分波展開 / 原子散乱 / ラムザウアー・タウンゼント効果 / 散乱断面積 / 散乱長 / スピン転換 / 原子衝突 / 消滅放射線 / シンチレーション検出器 / 重原子効果 / 原子衝突散乱 / ポジトロニウム原子 / デジタルオシロスコープ / 原子・分子物理 / 原子衝突・散乱 |
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| 研究成果の概要 |
陽電子と電子の束縛状態であるポジトロニウム原子（Ps）は多くの不活性ガス中で形成され、その形成率はガスの原子番号と共に増大する。しかし、例外的にXeガス中では形成率が僅か数%と低く、その原因が不明なため「Xe問題」と呼ばれてきた。筆者は、Xe中でPsが形成されにくいのではなく、Psのスピン転換という、これまで知られていなかった消滅経路より、多くのPsが熱平衡到達以前に失われた為に過少評価された、と仮定し実験と計算の両面から検証した。測定データを部分波展開の方法で解析した結果、見かけ上のPs形成率が2.8%、真の形成率が29%と判明し、遂にXe問題を解決。更に、その背景にある物理も明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実験と数値計算を駆使してPs形成率の真値を求めて上記「Xe問題」を解決するとともに、その背景にあるスピン転換反応や原子分子散乱の物理を明らかにした。
波及効果として（１）陽電子の生成から消滅に至る過程［銀河中心から放出されるガンマ線、PET（陽電子放射断層撮像）等］の理解に不可欠なPsと物質の相互作用の基礎データを示した。（２）多くの理論家が取り組むPs散乱のモデル計算の適否を判定する指針として期待される、散乱長、有効ポテンシャル、運動量移行断面積等の実験値を示した。（３）電磁量子力学の検証の系統的な不確かさの要因である、測定時のPsのエネルギー状態と真の平衡状態との乖離を見積もる基準を示した。
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