共鳴ミュオン重水素分子のX線放出経路の解明と新奇なオージェ崩壊様式の探究

• 研究課題/領域番号: 24K06911
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山下 琢磨 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (40844965)
• 研究分担者: 木野 康志 東北大学, 理学研究科, 教授 (00272005)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2024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: ミュオン分子 / エキゾチックアトム / 少数多体系 / オージェ遷移 / 原子分子理論

研究開始時の研究の概要

電子の207倍の質量を持つ素粒子ミュオンを重水素に入射すると、高励起状態のミュオン重水素原子を作り、周囲の原子と衝突しながら脱励起を繰り返す。この一連の過程（カスケード）は、将来のエネルギー・中性子・冷却ミュオン源として注目されるミュオン触媒核融合でも重要であるが、複数の理論モデルが存在し、いずれも決定打に欠けていた。最近の精密X線分光実験により、ミュオン重水素分子の共鳴状態が解離する際に発するX線が初めて観測され、ミュオン原子カスケード研究に革新的な進展があった。本研究では、X線放出の直前に生成する「電子を纏った共鳴ミュオン分子」のオージェ崩壊様式を解明し、X線放出経路を特定する。