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直線偏光ガンマ線のデルブリュック散乱

研究課題

研究課題/領域番号 18H03715
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

早川 岳人  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (70343944)

研究分担者 大垣 英明  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)
加藤 政博  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 特任教授 (30185871)
静間 俊行  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50282299)
川瀬 啓悟  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主幹研究員(定常) (60455277)
Koga James  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 専門業務員(任常) (70370393)
全 炳俊  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (80548371)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
キーワードデルブリュック散乱 / 光子光子相互作用 / レーザーコンプトン散乱γ線
研究成果の概要

量子電磁力学(QED)は完成された理論体系だと考えられているが、QED自身が予言している未解明の現象が多数ある。そのような現象の一つが、光子と光子の散乱などの光子・光子相互作用である。しかし、これらの現象の実験的にも理論的にも良く分かっていない点が多い。光子・光子相互作用の一つがデルブリュック散乱である。デルブリュック散乱は他の光子・光子相互作用より反応断面積が極めて大きいが、理論計算は複雑である。これまで、デルブリュック散乱の振幅のみを計測する手段がなかったが、直線偏光γ線を用いることを提案した。そこで、UVSOR放射光施設で1MeVのレーザーコンプトン散乱γ線を生成し、散乱を計測した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子電磁力学理論では、光子と光子が散乱などの反応を起こすことが予想されている。このような現象の一つに、デルブリュック散乱と呼ばれる現象がある。このデルブリュック散乱は量子電磁力学理論をさらに発展させるために重要であり20世紀より実験が進められていたが行き詰っていた。そこで、直線偏光したγ線を使うことで実験を行う新しい手法を提案し、そのためにγ線ビームを作りデルブリュック散乱の実験を行った。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 10件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Three-Dimensional Nondestructive Isotope-Selective Tomographic Imaging of 208Pb Distribution via Nuclear Resonance Fluorescence2021

    • 著者名/発表者名
      Ali Khaled、Zen Heishun、Ohgaki Hideaki、Kii Toshiteru、Hayakawa Takehito、Shizuma Toshiyuki、Toyokawa Hiroyuki、Fujimoto Masaki、Taira Yoshitaka、Katoh Masahiro
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 号: 8 ページ: 3415-3415

    • DOI

      10.3390/app11083415

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isomer production ratio of the Cd112(n,γ)Cd113 reaction in an s-process branching point2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Takehito、Toh Yosuke、Kimura Atsushi、Nakamura Shoji、Shizuma Toshiyuki、Iwamoto Nobuyuki、Chiba Satoshi、Kajino Toshitaka
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 103 号: 4 ページ: 045801-045801

    • DOI

      10.1103/physrevc.103.045801

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-lying electric and magnetic dipole strengths in Pb2072021

    • 著者名/発表者名
      Shizuma T.、Minato F.、Omer M.、Hayakawa T.、Ohgaki H.、Miyamoto S.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 103 号: 2 ページ: 024309-024309

    • DOI

      10.1103/physrevc.103.024309

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Isotope CT Imaging Based on Nuclear Resonance Fluorescence Transmission Method2020

    • 著者名/発表者名
      Ali Khaled、Ohgaki Hideaki、Zen Heishun、Kii Toshiteru、Hayakawa Takehito、Shizuma Toshiyuki、Toyokawa Hiroyuki、Taira Yoshitaka、Iancu Violeta、Turturica Gabriel、Ur Calin Alexandru、Fujimoto Masaki、Katoh Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science

      巻: 67 号: 8 ページ: 1976-1984

    • DOI

      10.1109/tns.2020.3004565

    • NAID

      120006879469

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutrino Process in Core-collapse Supernovae with Neutrino Self-interaction and MSW Effects2020

    • 著者名/発表者名
      Ko Heamin、Cheoun Myung-Ki、Ha Eunja、Kusakabe Motohiko、Hayakawa Takehito、Sasaki Hirokazu、Kajino Toshitaka、Hashimoto Masa-aki、Ono Masaomi、Usang Mark D.、Chiba Satoshi、Nakamura Ko、Tolstov Alexey、Nomoto Ken’ichi、Kawano Toshihiko、Mathews Grant J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 891 号: 1 ページ: L24-L24

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab775b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Compton Scattering of γ-Ray Vortex with Laguerre Gaussian Wave Function2019

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Tomoyuki、Hayakawa Takehito、Kajino Toshitaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 51-51

    • DOI

      10.1038/s41598-018-37096-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Demonstration of tomographic imaging of isotope distribution by nuclear resonance fluorescence2019

    • 著者名/発表者名
      Zen Heishun、Ohgaki Hideaki、Taira Yoshitaka、Hayakawa Takehito、Shizuma Toshiyuki、Daito Izuru、Yamazaki Jun-ichiro、Kii Toshiteru、Toyokawa Hiroyuki、Katoh Masahiro
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 3 ページ: 035101-035101

    • DOI

      10.1063/1.5064866

    • NAID

      120006715538

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Compton Scattering of Hermite Gaussian Wave γ Ray2019

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Tomoyuki、Hayakawa Takehito、Kajino Toshitaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 7998-7998

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44120-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Short-Lived Radioisotope Tc98 Synthesized by the Supernova Neutrino Process2018

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Takehito、Ko Heamin、Cheoun Myung-Ki、Kusakabe Motohiko、Kajino Toshitaka、Usang Mark D.、Chiba Satoshi、Nakamura Ko、Tolstov Alexey、Nomoto Ken’ichi、Hashimoto Masa-aki、Ono Masaomi、Kawano Toshihiko、Mathews Grant J.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 10 ページ: 102701-102701

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.102701

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Azimuthal angle distributions of neutrons emitted from the Be9(γ,n) reaction with linearly polarized γ rays2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yuma、Ogata Kazuyuki、Hayakawa Takehito、Chiba Satoshi
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 98 号: 6 ページ: 064611-064611

    • DOI

      10.1103/physrevc.98.064611

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral shape analysis for electron antineutrino oscillation study by using 8Li generator with 252Cf source2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Jae Won、Cheoun Myung-Ki、Kajino Toshitaka、Hayakawa Takehito
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 09 ページ: 024-024

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/09/024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of 1-MeV quasi-monochromatic gamma-ray for precise measurement of Delbr?ck scattering by laser Compton scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Zen H、Hayakawa T、Salehi E、Fujimoto M、Shizuma T、Koga J K、Kii T、Katoh M、Ohgaki H
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1067 ページ: 092003-092003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1067/9/092003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザーコンプトン散乱γ線によるデルブリュック散乱の計測II2020

    • 著者名/発表者名
      早川岳人、川瀬啓悟、静間俊行、羽島良一、コーガ・ジェームズ、全炳俊、紀井俊輝、大垣英明、藤本將輝、加藤政博
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Vortex photon generation in magnetars2019

    • 著者名/発表者名
      T.Haykaawa
    • 学会等名
      Origin of Elements and Cosmic Evolution: From Big-Bang to Supernovae and Mergers
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザーコンプトン散乱ガンマ線によるデルブルリュック散乱2018

    • 著者名/発表者名
      早川 岳人、コーガ ジェームズ、静間俊行、全炳俊、紀井俊輝、大垣英明、藤本将輝、加藤政博
    • 学会等名
      日本原子力学会 2018年秋の年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Delbruck Scattering using linearly polarized Laser Compton Scattering gamma-rays2018

    • 著者名/発表者名
      Takehito Hayakawa
    • 学会等名
      XV International Seminar on Electromagnetic Interactions of Nuclei
    • 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] Laser Compton scattering gamma-ray generation for Delbruck scattering experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Takehito Hayakawa,Toshiyuki Shizuma, Jame K. Koga, Heishun Zen, Toshiteru Kii, Hideaki Ohgaki, Masaki Fujimoto, Masahiro Katoh
    • 学会等名
      Nuclear Photonics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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