スピン偏極の物理と応用計測のためのスピン偏極物質の探索と開発

• 研究課題/領域番号: 21340116
• 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: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 石川 潔 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 准教授 (00212837)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2009年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: アルカリ金属 / 光ポンピング / スピン流 / 表面 / アルカリ塩 / スピン偏極 / スピン拡散 / イオン拡散 / 精密計算 / 精密計測 / 核スピン流 / 核磁気共鳴

研究概要

アルカリ金属の1つであるセシウム原子にレーザー光を照射し、原子気体中に電子スピン偏極と核スピン偏極の流れを発生させた。それらスピン流がセシウム塩の表面に達すると、原子のスピン角運動量が塩のセシウム原子核に渡され、核スピンが偏極する。それぞれの過程、つまり、気体中のスピン流、表面におけるスピン偏極移行、固体中のスピン拡散を詳細に調べることにより、セシウムの核磁気共鳴信号を熱平衡状態に比べ3桁以上増大させることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Hyperpolarization of^<133> Cs nuclei enhanced by ion movement in a cesium salt cesium salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: vol.84
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.83.063410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin accumulation in thin Cs salts on contact with optically polarized Cs vapor (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: vol.84
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.84.033404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glass-wool study of laser-induced spin currents en route to hyperpolarized Cs salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: vol.84
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.84.013403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transfer of spin angular momentum from Cs vapor to nearby Cs salts through laser-induced spin currents (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa, B. Patton, B. A. Olsen, Y.-Y. Jau, and W. Happer
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: vol.83
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.83.063410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarization of 133Cs nuclei enhanced by ion movement in a cesium salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.84.061405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin accumulation in thin Cs salts on contact with optically polarized Cs vapor (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreva.84.033404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glass-wool study of laser-induced spin currents en route to hyperpolarized Cs salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.84.013403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transfer of spin angular momentum from Cs vapor to nearby Cs salts through laser-induced spin currents (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 83 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.83.063410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Highly Sensitive Optically Pumped Atomic Magnetometer for Biomagnetic Field Measurements : A Phantom Study (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Taue, Y.Sugihara, T.Kobayashi, S.Ichihara, K.Ishikawa, N.Mizutani
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: 46 ページ: 3635-3638
  • 査読あり
• [学会発表] Hyperpolarization of Cs nuclei in a salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 学会等名: Seminar at Institute of Atomic and Molecular Sciences
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Spin polarization of salt nuclei by optical pumping of Cs atoms and laser heating of Cs salt (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 学会等名: 第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
  • 発表場所: 大さん橋ホール(横浜)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Spin polarization of salt nuclei by optical pumping of Cs atoms and laser heating of Cs salt (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 第50回NMR討論会記念国際シンポジウム(ISNMR2011)
  • 発表場所: 大さん橋ホール(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] 相転移するアルカリ塩の光誘起核スピン偏極 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 相転移するアルカリ塩の光誘起核スピン偏極 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] アルカリ塩のレーザー核スピン偏極と相転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2011年第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] アルカリ塩のレーザー核スピン偏極と相転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2011年第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 高偏極アルカリ塩の核スピンダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 高偏極アルカリ塩め核スピンダイチミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Optically Polarized Alkali Salt : Novel Hyperpolarized Matter (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 学会等名: Seminar at UC Berkeley
  • 発表場所: Berkeley, CA USA
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] アルカリ塩のNMR計測で見る気体原子の光ポンピング (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2010年第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] アルカリ塩のNMR計測で見る気体原子の光ポンピング (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Nuclear spin polarization of alkali-salts by optically-pumping atomic vapor (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa
  • 学会等名: 第48回NMR討論会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] Nuclear spin polarization of alkali-salts by optically-pumping atomic vapor (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 第48回NMR討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] アルカリ塩のNMR計測による偏極気体原子のスピン流の反転と緩衝ガス効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] アルカリ塩のNMR計測による偏極気体原子のスピン流の反転と緩衝ガス効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川潔
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [備考]
  • URL: http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/material/photo_phys/index-j.html