低圧気体を用いたミュオン転移過程における分子構造の影響の検証

• 研究課題/領域番号: 26800213
• 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): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ミュオン / ミュオン原子 / ミュオン捕獲過程 / ミュオン特性X線 / ミュオン転移過程 / ミュオン初期状態 / エキゾチック原子

研究成果の概要

本研究では、ミュオン水素原子からCO, CO2, C6H6, C6H12分子へのミュオン転移による、ミュオンの捕獲過程を詳細に調べた。低圧の気体試料を用いた実験では、転移過程における分子構造の影響は小さいことが分かった。またC6H6およびC6H12試料では、液体試料に対する転移現象との比較を行った。液体試料では希薄気体試料とは異なり、C6H6分子のC原子に対する転移速度が、C6H12分子の1.5倍程度あることがわかり、転移現象における化学的影響の違いを定量的に明らかにした。このことから励起状態にあるミュオン水素原子の転移現象において、化学的影響が存在していると結論付けた。

研究成果

• [雑誌論文] Negative muon induced elemental analysis by muonic X-ray and prompt gamma-ray measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. Inagaki, M. K. Kubo, T. Nagatomo, W. Higemoto, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, S. Sakamoto, A. Shinohara, T. Saito
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: - 号: 1 ページ: 65-69
  • DOI: 10.1007/s10967-016-4772-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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 System with Negative-Muon Beam (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahito OSAWA, Kazuhiro NINOMIYA, Go YOSHIDA, Makoto INAGAKI, Kenya M. Kubo, Naritoshi KAWAMURA, Yasuhiro MIYAKE
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 8 ページ: 025003-025003
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.025003
  • 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] 負ミューオンを用いた非破壊元素分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 二宮和彦
  • 学会等名: 日本原子力学会「2016年春の年会」
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 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 (2016)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [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: 同志社大学（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: エポカルつくば（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: the University of Tokyo, 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] Non-destructive and three-dimensional bulk analysis using high energy muonic X-rays for archeological artifacts (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ninomiya; M. Kenya Kubo; Takashi Nagatomo; Wataru Higemoto; Naritoshi Kawamura; Patrick Strasser; Koichiro Shimomura; Yasuhiro Miyake; Shinichi Sakamoto; Atsushi Shinohara; Tsutomu Saito
  • 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
• [学会発表] 稲垣誠，二宮和彦，吉田剛，佐藤朗，川島祥孝，松本侑樹，河野靖典，中沢遊，高久圭二，下村浩一郎，髭本亘，篠原厚 (2015)
  • 著者名/発表者名: RCNP-MuSICミュオン源を用いたミュオン特性X線測定
  • 学会等名: 2015日本放射化学会年会・第59回 放射化学討論会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Negative muon induced elemental analysis by muonic X-ray and prompt gamma-ray measurements (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ninomiya, M. Inagaki, M. K. Kubo, T. Nagatomo, W. Higemoto, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, S. Sakamoto, A. Shinohara, T. Saito
  • 学会等名: 14th International Conference on Modern Trends in Activation Analysis
  • 発表場所: Delft, The Netherlands
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [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: つくば市
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] Muonic 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 (AISAMP11)
  • 発表場所: 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 (AISAMP11)
  • 発表場所: 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: 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: 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: 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: 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: つくば市
  • 年月日: 2014-07-14