ミュー粒子を用いた新規アプローチによるパラ固体水素のトンネル拡散速度の決定

• 研究課題/領域番号: 26620010
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 篠原 厚 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60183050)
• 研究分担者: 二宮 和彦 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (90512905)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ミュー粒子 / エキゾチック原子 / ミュオニウム / 散乱断面積 / 拡散過程 / 固体水素 / ミュオン

研究成果の概要

本研究では、固体水素中の水素原子の拡散挙動を理解するために、ミュー粒子を利用したμSR法に注目した。この実験を実施するに当たり、まずはミュオンと水素の相互作用の素過程を明らかにすることを目的に、ミュー粒子の水素に対する全散乱断面積測定実験を実施した。実験装置のセットアップの構築を行い、加速器のマシントラブルによりビーム実験の機会が非常に限られた状態の中ではあったが、短時間のビーム実験を実施して実験装置の基礎データの取得を行った。また、冷凍機の整備を行い、固体水素中でのμSR測定のための準備を行った。

研究成果

• [雑誌論文] 低圧の混合ガス試料（H₂+CO, H₂+CO₂）中でのミュオン転移における化学効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: Go YOSHIDA, Kazuhiro NINOMIYA, Makoto INAGAKI, Wataru HIGEMOTO, Naritoshi KAWAMURA, Koichiro SHIMOMURA, Yasuhiro MIYAKE, Taichi MIURA, Michael Kenya KUBO, Atsushi SHINOHARA
  • 雑誌名: ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＳ 巻: 65 号: 3 ページ: 113-118
  • DOI: 10.3769/radioisotopes.65.113
  • NAID: 130005137586
  • ISSN: 0033-8303, 1884-4111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Muonic Atom Formation by Muon Transfer Process in C6H6 or C6H12 and CCl4 Mixtures (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Inagaki, K. Ninomiya, K. Fujihara, G. Yoshida, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 8 ページ: 033004-033004
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.033004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elemental Analysis of Bronze Artifacts by Muonic X-ray Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ninomiya, Michael K. Kubo, Patrick Strasser, Takashi Nagatomo, Yoshio Kobayashi, Katsuhiko Ishida, Wataru Higemoto, Naritoshi Kawamura, Koichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake, Takao Suzuki, Atsushi Shinohara, Tsutomu Saito
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 8 ページ: 033005-033005
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.033005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nondestructive Elemental Depth-Profiling Analysis by Muonic X-ray Measurement (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. K. Kubo, T. Nagatomo, W. Higemoto, T. U. Ito, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Suzuki, Y. Kobayashi, S. Sakamoto, A. Shinohara, T. Saito
  • 雑誌名: Analytical chemistry 巻: 87 号: 9 ページ: 4597-4600
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.5b01169
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Muon capture probability of carbon and oxygen for CO, CO2, and COS under low-pressure gas conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Yoshida, K. Ninomiya, T. U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, K. M. Kubo, A. Shinohara
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: 303 号: 2 ページ: 1277-1281
  • DOI: 10.1007/s10967-014-3602-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] C,O原子に対するミュオン捕獲過程の化学構造による変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田 剛, 二宮 和彦, 稲垣 誠, 篠原 厚, 髭本 亘, 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: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] ベンゼンおよびシクロヘキサン分子におけるミュオン原子形成過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 誠・二宮 和彦・藤原 一哉・吉田 剛・笠松 良崇・久保 謙哉・髭本 亘・河村 成肇・長友 傑・三宅 康博・三浦 太一・篠原 厚
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 低圧気体試料に対するミュオン転移現象の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、稲垣誠、吉田剛、髭本亘、伊藤孝、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: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Study for muonic atom formation processes using low pressure gaseous samples (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. Inagaki, G. Yoshida, A. Shinohara, M. K. Kubo, W. Higemoto, T. U. Ito, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura. Y. Miyake and T. Miura
  • 学会等名: International USMM &CMSI Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-01-05
  • 国際学会
• [学会発表] Negative muon capture processes for low pressure gaseous molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ninomiya
  • 学会等名: 2015 International Chemical Congress of the Pacific Basin Societies (PacifiChem 2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ミュオン散乱の全断面積測定に向けた装置開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 誠, 吉田 剛, 二宮 和彦, 篠原 厚
  • 学会等名: 原子衝突学会第40回年会
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 2015-09-28
• [学会発表] Muonic atom formation processes for carbon containing molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Go Yoshida, Kazuhiko Ninomiya, Makoto Inagaki, Wataru Higemoto, Takashi U. Ito, Naritoshi Kawamura, Kohichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake, Taichi Miura, Kenya M. Kubo and Atsushi Shinohara
  • 学会等名: the XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC 2015)
  • 発表場所: Toledo Spain
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Muon Transfer Process for CO Molecule in Low Pressure Condition (2015)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦、吉田剛、稲垣誠、髭本亘、伊藤孝、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: 第3回物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] uonic atom formation by muon transfer process in benzene and cyclohexane (2014)
  • 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: 11th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-10-08
• [学会発表] Initial quantum states of captured muon for CO, CO2 and COS molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Yoshida, K. Ninomiya, M. Inagaki, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo, and A. Shinohara
  • 学会等名: 11th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-10-08
• [学会発表] 気体ベンゼンおよびシクロヘキサンに対するミュオン水素原子からのミュオン転移過程 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣誠、吉田剛、二宮和彦、久保謙哉、髭本亘、河村成肇、三宅康博、三浦太一、篠原厚
  • 学会等名: 第５８回放射化学討論会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] 低圧のH2+COおよびH2+CO2混合ガスにおけるミュオン転移過程の研究 (2014)
  • 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: 第５８回放射化学討論会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] Muon Capture Processes for Carbon Atoms in C6H6and C6H12 through the Muon Transfer Processes (2014)
  • 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: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-07-14
• [学会発表] Muonic atom formation on low pressure carbon oxide samples by using low energy negative muon beam (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Yoshida, K. Ninomiya, M. Inagaki, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo, and A. Shinohara
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-07-14
• [学会発表] Elemental Analysis by Muonic X-ray Spectroscopy for Japanese Bronze Coins (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. K. Kubo, G. Yoshida, M. Inagaki, A. Shinohara, T. Nagatomo, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, W. Higemoto, S. Sakamoto, T. Saito
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-07-14