|
本研究の目的は、量子固体である固体水素中で二光子放射のコヒーレント増幅を観測することにより、ニュートリノ質量分光の基本原理であるマクロコヒーレント増幅機構の高密度環境における検証をすることである。初年度には、ターゲット作成および同軸での固体中二光子放射コヒーレント増幅実験を行い、固体中での二光子コヒーレント増幅の観測に初めて成功した。
本年度は観測された二光子コヒーレント放出のより詳細な研究を行った。まず本研究に用いる高強度狭線幅中赤外ナノ秒パルスレーザーを、狭線幅連続波レーザーの注入同期と差周波発生を組み合わせることで作成した。このようなレーザーはこれまで作成が難しく、システムの詳細をJpn. J. Appl. Phys.から発表した。次に放出強度の温度依存性やターゲットに含まれる不純物（オルソ水素）の量による変化を測定した。ターゲット温度や不純物の量によって固体水素の振動状態のコヒーレント時間が変化するため、放出強度はこれらに対し顕著な依存性を示し、周波数もシフトすることがわかった。このような結果はコヒーレント増幅におけるデコヒーレンスの重要性を示している点で意義深い。さらに励起パルス通過後に放出強度が増大する現象の詳細な観測を行った。これは固体パラ水素中でのコヒーレント二光子放出における興味深い点である。その物理的起源は未だ解明されていないが、単純な光学ブロッホ方程式からは考えられない現象であるため、そこに含まれていない例えば分子間相互作用などの影響が示唆されている。これらの詳細な研究をまとめた論文がJ. Phys. Chem. Aに受理され、掲載が決まっている。
今後は、この励起後強度増大の問題をさらに追及するとともに、異なるジオメトリでの励起を用いた研究を進め、ニュートリノ質量分光に向けた発展を目指したい。
|
