超流動ヘリウム中原子の超微細構造精密測定から探る不安定原子核構造

• 研究課題/領域番号: 19204029
• 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: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 松尾 由賀利 独立行政法人理化学研究所, 本林重イオン核物理研究室, 先任研究員 (50231593)
• 研究分担者: 古川 武 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, グローバルCOE研究員 (30435680) ; 旭 耕一郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80114354) ; 下田 正 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70135656) ; 畠山 温 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 特任准教授 (70345073)
• 連携研究者: 涌井 崇志 東北大学, サイクロトロンラジオアイソトープセンター, 助教 (70359644)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 48,230千円 (直接経費: 37,100千円、間接経費: 11,130千円); 2009年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2008年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円); 2007年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
• キーワード: レーザー核分光 / 超流動ヘリウム / 超微細構造 / レーザーマイクロ波二重共鳴 / 不安定核原子 / レーザー誘起蛍光

研究概要

原子の超微細構造および磁気副準位間隔を精密に測定すると、原子核の電磁気モーメントやスピンなど原子核構造を反映する物理量を高精度で求めることができる。しかし、既存の手法では低収量、短寿命の不安定原子核に対してこの測定を行うことは困難であった。本研究では100%近い効率で高速のイオンビームを閉じ込めることのできる超流動ヘリウムをストッパーとして用い、その場でレーザー分光を行うという独創的な手法により、これらの物理量を求める手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Laser spectroscopy of exotic RI atoms in superfluid helium-OROCHI experiment (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, K. Fujikake, Y. Matsuura, T. Kobayashi, T. Shimoda, OROCHI Collaboration
  • 雑誌名: Hyp. Int. 196 ページ: 191-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of fluorescence detection system for nuclear laser spectroscopy in He II (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Sasaki, S. Hoshino, T. Wakui, T. Furukawa, M. Kazato, K. Yamaguchi, T. Kobayashi, A. Hatakeyama, K. Fujikake, Y. Matsuura, A. Odahara, T. Shimoda, T. Shinozuka, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 42 ページ: 193-193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of polarized Ag atoms by optical pumping in superfluid helium (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, K. Fujikake, A. Hatakeyama, Y. Matsuura, A. Sasaki, T. Kobayashi, T. Shimoda, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 42 ページ: 194-194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation spectrum of In atoms in superfluid helium (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Sasaki, T. Furukawa, K. Fujikake, T. Kobayashi, A. Hatakeyama, T. Shimoda, H. Odashima, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 42 ページ: 231-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of fluorescence detection system for nuclear laser spectroscopy in He II (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Sasaki, et.al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel.Prog.Rep. 42 ページ: 193-193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of polarized Ag atoms by optical pumping in superfluid helium (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et.al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel.Prog.Rep. 42 ページ: 194-194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation spectrum of In atoms in superfluid helium (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Sasaki, et.al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel.Prog.Rep. 42 ページ: 231-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of photon numbers detected in OROCHI experiment (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Ito, K. Fujikake, T. Kobayashi, T. Shimoda
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 41 ページ: 153-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy evaluation of the measurement system for determining hyperfine structure of alkali atoms in superfluid helium (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Fujikake, T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Kobayashi, A. Sasaki, H. Odashima, T. Shimoda
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 41 ページ: 190-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperfine structure of 85, 87Rb and 133Cs atoms in superfluid helium (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Ito, K. Fujikake, T. Kobayashi, T. Shimoda
  • 雑誌名: Nucl. Phys. A 85 ページ: 624-626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperfine structure of ^<85,87>Rb and ^<133>Cs atoms in superfluid helium (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, et. al.
  • 雑誌名: Nucl. Phys. A 85 ページ: 624-626
• [雑誌論文] Estimation of photon numbers detected in OROCHI experiment (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 41 ページ: 153-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy evaluation of the measurement system for determining hyperfine structure of alkali atoms in superfluid helium (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Fujikake, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 41 ページ: 190-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of photon numbers detected in OROCHI experiment (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel.Prog.Rep. 41(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy evaluation of the measurement system for hyperfine structure of alkali atoms in superfluid helium (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Fujikake, et. al.
  • 雑誌名: RIKEN Accel.Prog.Rep. 41(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperfine structure of ^<85,87>Rb and ^<133>Cs atoms in superfluid helium
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et.al.
  • 雑誌名: Hyp.Int. (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Novel nuclear laser spectroscopy of RI atoms in superfluid helium : OROCHI (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuo
  • 学会等名: Advanced Studies Institute -Symmetries and Spin(SPIN-Praha-2009)
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] Laser spectroscopy on exotic RI atoms in superfluid helium (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa
  • 学会等名: VIII International Workshop on Application of Lasers and Storage Devises in Atomic Nuclei Research
  • 発表場所: Poznan, Poland
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Precision Laser Spectroscopy of Alkaline and Alkaline-like Atoms in Superfluid Helium (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et.al.
  • 学会等名: 19th International Conference on Laser Spectroscopy(ICOLS2009)
  • 発表場所: Kussharo, Japan
  • 年月日: 2009-06-09
• [学会発表] Novel nuclear laser spectroscopy of RI atoms in superfluid helium: OROCHI. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuo
  • 学会等名: Advanced Studies Institute - Symmetries and Spin (SPIN-Praha-2009)
  • 発表場所: Prague, Czech, Jul
• [学会発表] Laser spectroscopy on exotic RI atoms in superfluid helium (invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa
  • 学会等名: VIII International Workshop on Application of Lasers and Storage Devises in Atomic Nuclei Research
  • 発表場所: Poznan, Poland
• [学会発表] Precision Laser Spectroscopy of Alkaline and Alkaline-like Atoms in Superfluid Helium (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Fujikake, Y. Matsuura, T. Kobayashi, T. Shimoda, Y. Matsuo
  • 学会等名: 19th International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS2009)
  • 発表場所: Kussharo, Japan
• [学会発表] A new Laser Spectroscopic method OROCHI -Optical RI atom Observation in Condensed Helium as Ion catcher (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, M. Kazato, S. Hoshino, A. Sasaki, T. Wakui, H. Ueno, N. Aoi, A. Yoshimi, M. Takechi, Y. Togano, T. Kobayashi, M. Wada, T. Sonoda, A. Takamine, K. Fujikake, Y. Matsuura, A. Odahara, T. Shimoda, T. Shinozuka, T. Motobayashi
  • 学会等名: The 18th International Symposium on Spin Physics
  • 発表場所: Virginia, U.S.A.
• [学会発表] A new Laser Spectroscopic method "OROCHI"-Optical RI atom Observation in Condensed Helium as Ion catcher (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, et. al.
  • 学会等名: International Nuclear Physics Conference
  • 発表場所: Virginia, USA
• [学会発表] Hyperfine structure of 85, 87Rb and 133Cs atoms in superfluid helium (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Ito, K. Fujikake, T. Kobayashi, T. Shimoda
  • 学会等名: International Nuclear Physics Conference
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Laser spectroscopic study of atomic hyperfine structure in superfluid helium for the investigation of nuclear structure (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Itou, K. Fujikake, T. Kobayashi, T. Shimoda
  • 学会等名: International Workshop on Nuclear Structure (NS07)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] High Precision Laser Spectroscopy of Rb and Cs Atoms in Superfluid helium. (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, Y. Matsuo, A. Hatakeyama, T. Ito, K. Fujikake, T. Kobayashi, T. Shimoda
  • 学会等名: 25th International Conference on the Physics of Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Freiburg, Germany
• [学会発表] High Precision Laser Spectroscopy of Rb and Cs Atoms in Superfluid helium. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et. al.
  • 学会等名: 25th International Conference on the Physicsof Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Freiburg,Germany
• [学会発表] Laser spectroscopic study of atomic hyperfine structure in superfluid helium for the investigation of nuclear structure. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et. al.
  • 学会等名: International Workshop on Nuclear Structure(NS07)
  • 発表場所: Kyoto,Japan
• [学会発表] Hyperfine structure of 85,87Rb and 133 Cs atoms in superfluid helium. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Furukawa, et. al.
  • 学会等名: International Nuclear Physics Conference
  • 発表場所: Tokyo,Japan