重イオンを用いた新奇光子ビーム生成機構の検証実験

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02136
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 上垣外 修一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 部長 (00260191)
• 研究分担者: 金井 保之 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託研究員 (00177487) ; 中川 孝秀 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, チームリーダー (00360602) ; 笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850) ; 市川 雄一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (20532089) ; 吉見 彰洋 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40333314) ; 長友 傑 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任技師 (60418621) ; 吉村 太彦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (70108447) ; 原 秀明 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別契約職員(助教) (70737311)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 重イオンビーム / コヒーランス / シンクロトロン放射 / レーザー / 量子ビーム / 原子・分子物理 / 加速器 / 実験核物理

研究成果の概要

本研究では重イオン及びコヒーランスをキーワードとして、これらによりもたらされる新しい特徴を備えた光子ビーム(ガンマ線源)の生成法の開発を目的に研究を行った。具体的には、Baイオンを用い高輝度ガンマ線源の基礎実験を行った。この結果、共鳴散乱の断面積や幅等を測定し理論と概ね一致することを確認するとともに、今後の課題を明らかにした。また重イオンを用い、軌道角運動量を有するガンマ線源の生成方法を提案した。

自由記述の分野

加速器科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ガンマ線は原子核や素粒子物理学を始めとする基礎物理学の進展に貢献するだけではなく、非破壊検査やイメージングなど医療や産業面でも応用範囲が広く、それ故極めて重要な役割を果たしてきた。本研究は重イオン及びコヒーランスをキーワードとして、これらによってもたらされる新しい特徴を備えたガンマ線源生成法の開発を目的としている。実験面では、従来よりも数桁も輝度の高いガンマ線源を念頭にバリウムイオンを用いた開発実験を行い、今後の基礎となる成果を得た。また理論面では軌道角運動を有するガンマ線源の生成法を新たに提案した。