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不純物原子・分子を分光学的マイクロプローブとする液体・固体ヘリウムの量子物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17340123
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・プラズマ
研究機関福井大学

研究代表者

森田 紀夫  福井大学, 工学研究科, 教授 (30134654)

研究分担者 森脇 喜紀  富山大学, 理学部, 教授 (90270470)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,360千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 660千円)
2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2006年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2005年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
キーワードレーザー分光 / 超流動液体ヘリウム / 原子分光 / 原子スペクトル / 原子・分子物理 / 超流動 / 液体ヘリウム / レーザーアブレーション / クライオスタット
研究概要

本研究では研究期間中に以下の研究を行い成果を得た。
1.超流動液体ヘリウム中に散布された原子が液体ヘリウム中に泡を作ってその中に閉じ籠もること,および,その原子の励起状態においては原子は単独で存在せず幾つかのヘリウム原子が付着した励起錯体を作る場合があることが知られている。我々は以前,超流動液体ヘリウム中に散布したマグネシウム原子をレーザー誘起蛍光分光によって測定したところ,3s3p励起状態のマグネシウム原子は10個程度のヘリウム原子が付着した励起錯体を形成している可能性があるという結果を得ている。しかしこれは,従来の常識では,マグネシウム原子のようなアルカリ土類原子では有り得ないこととされてきた。そこで本研究では,レーザー誘起蛍光スペクトルのヘリウム圧力依存性を調べ,それを理論計算結果と比較することによって,マグネシウム原子の励起錯体形成の更なる証拠を得た。
2.上記1で述べたマグネシウム原子の励起錯体形成を更に確かめるために,5K〜10Kの低温ヘリウムガス中にマグネシウム原子を注入した場合のレーザー誘起スペクトルの測定を行った。これは本研究開始の前年度までにヘリウム4ガスに関して行い肯定的な結果を得ていたものであるが,本研究では,これをさらにヘリウム3ガス中にマグネシウム原子を注入した場合について行った。実験は,あいにくマグネシウム原子を散布するために必要なYAGレーザーの故障によって,測定のために十分な個数の原子を散布することが出来ず,ヘリウム-4の場合ほどの鮮明なスペクトルを得ることは出来なかったが,励起錯体の形成時に特有なスペクトルが得られ,励起錯体形成が確認された。
なお,これらの研究とは別に,非線形分光法によるロトンの直接観測も試みたが,主としてガラスセルによる強い迷光のため,成功には至らなかった。このことから,この目的のためにはクライオスタットの更なる改良が必要であることが分かった。今後,この改良を行って研究を進める予定である。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Fine structure changing cross section of Ba^+ ions in collisions with He atoms2008

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 1757-1759

    • NAID

      40015945484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine structure changing cross section of Ba^+ ions in collisions with He atoms2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki, Moriwaki, Yukari, Matsuo, Yoshimitsu, Fukuyama, Norio Morita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics vol.47, No.3

      ページ: 757-1759

    • NAID

      40015945484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fine structure changing cross section of Ba+ ions in collisions with He atoms2008

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 1757-1759

    • NAID

      40015945484

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic measurements of fine structure changing cross sections of alkali earth ions in collisions with molecular hydrogens(H_2,D_2)2006

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 雑誌名

      Journal of Physics B 39

      ページ: 4789-4797

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic study of Mg atoms urized liquid helium2006

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 786(In press)

      ページ: 112-117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic measurements of fine structure changing cross sections of alkali earth ions in collisions with molecular hydrogens (H, D,)2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki, Moriwaki, Yukari, Matsuo, Yoshimitsu, Fukuyama, Norio, Morita
    • 雑誌名

      Journal of Physics B vol.39

      ページ: 4789-4797

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic study of Mg atoms in pressurized liquid helium2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki, Moriwaki, Koji, Inui, Kaori, Kobayashi, Fusakazu, Matsushima, Norio, Morita
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure vol.39

      ページ: 112-117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic measurements of fine structure changing cross sections of alkali earth ions in collisions with molecular hydrogens(H_2, D_2)2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Moriwaki(森脇喜紀)
    • 雑誌名

      Journal of Physics B 39

      ページ: 4789-4797

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Mg^*-He_nエキサイプレックスのスペクトル2006

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉市)
    • 年月日
      2006-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Spectra of Mg^*He, Exciplexcs2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki, Moriwaki, Kaori, Kobayashi, Fusakazu, Matsushima, Norio, Morita
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2006 autumn meeting
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2006-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Laser Spectroscopic Study of Impurity Atoms Implanted in Liquid 4He and 3He2006

    • 著者名/発表者名
      森脇 喜紀
    • 学会等名
      International Seminar on Progress and Excitement in AMO Physics
    • 発表場所
      調布市
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Laser Spectroscopic Study of Impurity Atoms Implanted in Liquid^4 He and^3He2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki, Moriwaki, Kaori, Kobayashi, Fusakazu, Matsushima, Norio, Morita
    • 学会等名
      International Seminar on Progress and Excitement in AMC) Physics
    • 発表場所
      Chofu, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 加圧液体ヘリウム中のMg原子分光2005

    • 著者名/発表者名
      足達 隼人
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部学術講演会
    • 発表場所
      福井大学(福井市)
    • 年月日
      2005-12-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Spectroscopy of Mg Atoms in Pressurized Liquid Helium2005

    • 著者名/発表者名
      Hayato, Adachi, Takanori, Imaba, Yoshiki, Moriwaki, Fusakazu, Matsushima, Norio Morita
    • 学会等名
      Hokuriku Branch of the Physical Society of Japan 2005 annual meeting
    • 発表場所
      Fukui, Japan
    • 年月日
      2005-12-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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