| 研究課題/領域番号 |
21K12531
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人佐賀県産業振興機構(佐賀県産業イノベーションセンター産業振興部研究開発振興課、九州シンク |
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研究代表者 |
高林 雄一 公益財団法人佐賀県産業振興機構(佐賀県産業イノベーションセンター産業振興部研究開発振興課、九州シンク, 加速器グループ, 主任研究員 (50450953)
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| 研究分担者 |
隅谷 和嗣 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 研究員 (10416381)
馬込 栄輔 公益財団法人佐賀県産業振興機構(佐賀県産業イノベーションセンター産業振興部研究開発振興課、九州シンク, ビームライングループ, 副主任研究員 (40408696)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 遷移放射 / 軌道角運動量 / テラヘルツ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
1990年代から，可視レーザーを用いて軌道角運動量を運ぶ光に関する研究が行われてきたが，近年，円偏光アンジュレータ，レーザーコンプトン散乱，チャネリング放射等，高エネルギーの電子ビームを利用して，軌道角運動量を運ぶ光を生成する研究も行われるようになってきている．また，最近，電子ビームを薄膜に入射させた際に生成される遷移放射が軌道角運動量を運ぶことが理論的に示されたが，本研究では，その理論の検証を目的とする．実験は，九州シンクロトロン光研究センターのリニアックからの255 MeV電子ビームを利用して行い，Si結晶等から生成されるテラヘルツ領域の遷移放射を検出し，その軌道角運動量の測定を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，電子ビームが固体標的に入射した際に生成される遷移放射が運ぶ軌道角運動量の初観測である．実験は，SAGA-LSの255 MeVリニアックからの電子ビームを利用して行った．電子ビームを金コートシリコンウェハーに入射させて生成した遷移放射は真空窓を通して大気中へと取り出し，正三角形アパーチャー透過後の回折パターンを測定することにより，軌道角運動量の測定を試みた．研究期間内に軌道角運動量を検出するまでには至らなかったが，電子ビームのバンチ圧縮によるコヒーレントな遷移放射の生成，及び，その角度分布の測定を行うことに成功した．今後，ダブルスリットを用いて，研究を継続する予定である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
1990年代に軌道角運動量を運ぶ光(光渦)の理論が提案されて以来，光渦に関する研究が精力的に行われてきた．光ピンセット，超解像顕微鏡など応用研究も多岐に渡る．一方，アンジュレータ放射に代表されるように，相対論的電子ビームを利用した光渦の生成も行われるようになってきている．このような背景のもと，本研究では軌道角運動量を運ぶ遷移放射の初観測を目指している．アンジュレータ放射等と異なり，らせん運動をしない直進する電子から軌道角運動量を運ぶ光が生成されるのかという学術的な問いに答える点に意義がある．また，他の電子ビームを用いた手法と比べ，光渦のシンプルな生成法となり得る点にも意義があると考えられる．
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