軽元素に捕獲された負ミュオン初期状態の精密決定

• 研究課題/領域番号: 24740279
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 二宮 和彦 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90512905)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: ミュオン / ミュオン原子 / 量子ビーム / ミュオン捕獲過程 / ミュオン特性Ｘ線 / エキゾチック原子 / Ｊ－ＰＡＲＣ / ミュオン初期状態

研究概要

本研究では、低圧のCO、CO2、COSの気体試料に負ミュオンを照射し、ミュオン特性エックス線を精密に測定することで、C原子、O原子への負ミュオンの捕獲現象が、分子によってどのように変化するのかについて系統的に調べた。それぞれの分子においてC原子とO原子にどのような確率で、どのような量子状態で負ミュオンが捕獲されているかを調べ、その結果CO分子のC原子上に存在する非共有電子対が捕獲過程に大きく影響しているということを見出した。そしてC原子上の非共有電子対と相互作用して捕獲された負ミュオンがどのような状態にあるのかについて、初めて定量的に調べることができた。

研究成果

• [雑誌論文] A new X-ray fluorescence spectroscopy for extraterrestrial materials using a muon beam. (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Terada, K. Ninomiya, T. Osawa, S. Tachibana, Y. Miyake, M. K. Kubo6, N. Kawamura, W. Higemoto, A. Tsuchiyama, M. Ebihara and M. Uesugi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5072-5077
  • DOI: 10.1038/srep05072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ミュオン原子から放出されるミュオン特性X線を用いた非破壊元素分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦
  • 雑誌名: 放射化学 巻: 第29号 ページ: 9-14
  • 査読あり
• [学会発表] 負ミュオン特性X線を用いた非破壊多元素同時分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦
  • 学会等名: 第52回放射線科学研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-10-25
• [学会発表] 低圧気体サンプル(CO,CO_2,COS)を対象としたミュオン原子形成時の化学的環境の影響に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田剛、二宮和彦、稲垣誠、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉、篠原厚
  • 学会等名: 原子衝突学会第38回年会
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
• [学会発表] Simultaneous and Multielemental Analysis by Muonic X-rays for Inside Japanese Bronze and Gold Coins (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. K. Kubo, T. Nagatomo, G. Yoshida, M. Inagaki, A. Shinohara, T. Suzuki, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, Y. Kobayashi, W. Higemoto, S. Sakamoto, T. Saito
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Study on muon capture process for gaseous molecules containing C and O atoms (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Yoshida, K. Ninomiya, A. Shinohara, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M. K. Kubo
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Muonic Atom Formation by the Muon Transfer Process in C_6H_6 / C_6H_<12> + CCl_4 Mixtures (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inagaki, K. Fujihara, G. Yoshida, K. Ninomiya, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. Higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] 酸化窒素分子を対象としたミュオン特性X線構造の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、吉田剛、篠原厚、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] J-PARC(MUSE) ミュオンビームを用いた地球惑星試料分析の実用化に向けて (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺田健太郎, 二宮和彦, 大澤崇人, 橘省吾, 三宅康博, 久保謙哉, 河村成肇, 髭本亘, 上椙真之, 土山明, 海老原充
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会年会
  • 発表場所: 千葉県千葉市
• [学会発表] Simultaneous and Multielemental Analysis by Muonic X-rays for Inside Japanese Bronze and Gold Coins (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. K. Kubo, T. Nagatomo, G. Yoshida, M. Inagaki, A. Shinohara, T. Suzuki, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, Y. Kobayashi, W. Higemoto, S. Sakamoto, T. Saito
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] Muonic Atom Formation by the Muon Transfer Process in C6H6 / C6H12 + CCl4 Mixtures (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Yoshida, K. Ninomiya, A. Shinohara, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] Study on muon capture process for gaseous molecules containing C and O atoms (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inagaki, K. Fujihara, G. Yoshida, K. Ninomiya, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. Higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
  • 学会等名: APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] 低圧気体サンプル(CO,CO2,COS)を対象としたミュオン原子形成時の化学的環境の影響に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田剛、二宮和彦、稲垣誠、伊藤孝、髭本亘、長友傑、Patrick Strasser、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉、篠原厚
  • 学会等名: 原子衝突学会第38回年会
  • 発表場所: 埼玉県和光市
• [学会発表] 負ミュオン特性X線を用いた非破壊多元素同時分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦
  • 学会等名: 第52回 放射線科学研究会
  • 発表場所: 大阪府大阪市
  • 招待講演
• [学会発表] 酸化窒素分子を対象としたミュオン特性Ｘ線構造の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、吉田剛、篠原厚、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] 低圧のCO,CO_2,COSを試料に用いたミュオン原子形成過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田剛、二宮和彦、篠原厚、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉
  • 学会等名: 第56回放射化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ミュオンエックス線測定による青銅鏡の元素成分比の定量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、小林義男、ストラッサー・パトリック、石田勝彦、松崎禎市郎、久保謙哉、齋藤努
  • 学会等名: 第56回放射化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 負ミュオンを用いた三次元非破壊多元素同時元素分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、長友傑、小林義男、鈴木栄男、河村成肇、ストラッサー・パトリック、下村浩一郎、三宅康博、髭本亘、坂元眞一、篠原厚、久保謙哉、齋藤努
  • 学会等名: 第56回放射化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Non-destructive and quantitative multi-elemental analysis by muonic X-ray spectroscopy for archeological bronze samples (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, T. Nagatomo, Y. Kobayashi, T. Suzuki, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, W. Higemoto, S. Sakamoto, K. Ishida, T. Matsuzaki, A. Shinohara, K. Kubo, T. Saito
  • 学会等名: 8th International Conference on Nuclear and Radiochemistry
  • 発表場所: Como, Italy
• [学会発表] 低圧のCO,CO2,COSを試料に用いたミュオン原子形成過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田剛、二宮和彦、篠原厚、伊藤孝、髭本亘、長友傑、ストラッサー・パトリック、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉
  • 学会等名: 第56回放射化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学