超流動ヘリウム環境におけるイオンの精密分光

• 研究課題/領域番号: 24350016
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 法政大学 (2014-2015); 独立行政法人理化学研究所 (2012-2013)
• 研究代表者: 松尾 由賀利 法政大学, 理工学部, 教授 (50231593)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2012年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: .レーザー分光 / マトリックス分光 / 超流動ヘリウム / 光ポンピング / レーザー・ラジオ波二重共鳴 / レーザー核分光 / レーザー分光

研究成果の概要

超流動ヘリウムは広い波長領域で透明、低温、スピンに対する擾乱が小さいという特性があり、レーザー分光の新しいマトリックス環境として有用な媒質である。しかし、媒質中では通常、周囲の原子との相互作用の影響により精密分光は困難になる。本研究では、超流動ヘリウム中の原子イオンに対して光ポンピングと二重共鳴法を組合せた精密レーザー分光を適用するために、超流動ヘリウム中への原子イオン導入と光検出、液体中原子のパルス光ポンピングのための光源開発とこれを用いたレーザー・マイクロ波/ラジオ波二重共鳴実験、加速器で生成されるイオンビームを線源とする実験を行い、精度、確度の向上を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of the hyperfine splitting of alkali atoms in superfluid helium for laser spectroscopy of atoms with unstable nuclei (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Imamura, T. Furukawa, T. Wakui, X. Yang, Y. Mitusya, T. Fujita, Y. Ebara, M. Hayasaka, Y. Ichikawa, H. Shirai, T. Suzuki, T. Sato, Y. Ohtomo, S. Kojima, K. Asahi, A. Hatakeyama, H. Odashima, T. Kobayashi, H. Ueno, Y. Matsuo
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 6 ページ: 030115-030115
  • DOI: 10.7566/jpscp.6.030115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Laser-RF double resonance spectroscopy of 84-87Rb isotopes trapped in superfluid helium (2015)
  • 著者名/発表者名: X.F. Yang, T. Furukawa, T. Wakui, K. Imamura, T. Fujita, Y. Mitsuya, M. Hayasaka, Y. Ichikawa, Y. Ishibashi, H. Shirai, T. Suzuki, Y. Ebara, A. Hatakeyama, M. Wada, T. Sonoda, Y. Ito, T. Kobayashi, S. Nishimura, M. Kurata-Nishimura, Y. Kondo, K. Yoneda, H.Ueno, T. Shinozuka, T. Shimoda, K. Asahi, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 48 ページ: 8-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Production of spin polarization of atoms in superfluid helium using a pulsed Ti: sapphire laser (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hayasaka, T. Furukawa, H. Tomita, T. Takamatsu, K. Imamura, T. Fujita, T. Kobayashi, H. Uematsu, H. Ueno, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 48 ページ: 223-223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Laser-radio-frequency double-resonance spectroscopy of 84-87Rb isotopes trapped in superfluid helium (2014)
  • 著者名/発表者名: X. F. Yang, T. Furukawa, T. Wakui, T. Fujita, K. Imamura, 他18名, H. Ueno, T. Shinozuka, T. Shimoda, K. Asahi, Y. Matsuo
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 90 号: 5 ページ: 052516-052516
  • DOI: 10.1103/physreva.90.052516
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zeeman resonance spectroscopy of 84-87Rb in superfluid helium (2014)
  • 著者名/発表者名: X.F. Yang, T. Furukawa, T. Wakui, K. Imamura, T. Fujita, Y. Mitsuya, M. Hayasaka, Y. Ichikawa, Y. Ishibashi, H. Shirai, T. Suzuki, Y. Ebara, A. Hatakeyama, M. Wada, T. Sonoda, Y. Ito, T. Kobayashi, S. Nishimura, M. Kurata-Nishimura, Y. Kondo, K. Yoneda, H.Ueno, T. Shinozuka, T. Shimoda, K. Asahi, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 47 ページ: 37-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of hyperfine resonance of 87Rb in superfluid helium toward laser spectroscopy of atoms with exotic nuclei (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Imamura, T. Furukawa, T. Wakui, X.F. Yang, Y. Mitsuya, T. Fujita, M. Hayasaka, T. Sagayama, S. Kishi, Y. Ichikawa, H. Shirai, T. Suzuki, Y. Ebara, T. Sato, Y. Otomo, S. Kojima, A. Hatakeyama, T. Kobayashi, H. Odashima, K. Asahi, H. Ueno, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 47 ページ: 240-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a laser system towards optical pumping of various elements in OROCHI experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamaguchi, H. Tomita, T. Furukawa, C. Sakamoto, T. Kobayashi, M. Tachikawa, K.D.A. Wendt, Y. Matsuo
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 46 ページ: 179-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen removal performance of a hybrid anammox reactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Yongguang Ma, Daisuke Hira, Zhigang Li, Cheng Chen, Kenji Furukawa
  • 雑誌名: Bioresource Technology 巻: 102 号: 3 ページ: 6650-665
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2010.09.059
  • 査読あり
• [学会発表] パルスTi:Sレーザーによる超流動ヘリウム中原子のスピン偏極生成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早坂美希, 今村慧, 富田英生, 高松峻英, 山口康広, 藤田朋美, 小林徹, 植松晴子, 古川武, 上野秀樹, 松尾由賀利
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] The sixth international conference on Trapped Laser spectroscopy of atoms in superfluid helium for the measurement of nuclear spins and electromagnetic moments of radioisotope atoms (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Fujita, T. Furukawa, K. Imamura, X. F. Yang, A. Hatakeyama, T. Kobayashi, H. Ueno, K. Asahi, T. Shimoda, Y. Matsuo
  • 学会等名: The sixth international conference on Trapped Charged Particles and Fundamental Physics (TCP2014)
  • 発表場所: かがわ国際会議場（香川県高松市）
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-05
• [学会発表] Effective production of spin polarization of atoms in superfluid helium using pulsed lasers (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Hayasaka, T. Furukawa, H. Tomita, T. Takamatsu, K. Imamura, T. Fujita, T. Kobayashi, H. Uematsu, H. Ueno, Y. Matsuo
  • 学会等名: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] Hyperfine structure measurement of 87Rb atoms injected into superfluid helium as highly energetic ion beam (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Imamura, T. Furukawa, X.F. Yang, T. Fujita, T. Wakui, Y. Mitsuya, M. Hayasaka, Y. Ichikawa, A. Hatakeyama, T. Kobayashi, H. Odashima, H. Ueno, Y. Matsuo
  • 学会等名: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] 内部共振器型SHGを用いた超流動ヘリウム中レーザー分光用光源の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口康広，富田英生，古川武，坂本知佳，早坂美希，小林徹，立川真樹，K.D.A. Wendt，松尾由賀利
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京田辺市
• [学会発表] Spin polarization of atoms produced by laser excitation and its applications to atomic and nuclear physics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuo
  • 学会等名: Workshop on Low-Energy Radioactive Isotope Beam (RIB) Production by In-Gas Laser Ionization for Decay Spectroscopy at RIKEN
  • 発表場所: Saitama, .Japan(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] A Novel Nuclear Laser Spectroscopy Method using Superfluid Helium for the Measurement of Spins and Moments of Exotic Nuclei (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, et. al.
  • 学会等名: 16th International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Techniques Related to their Applications (EMIS2012)
  • 発表場所: Matsue, Shimane, Japan
  • 年月日: 2012-12-06