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2018 年度 実績報告書

多価イオンにおける超長寿命準安定状態のポピュレーションキネティクス

研究課題

研究課題/領域番号 16H04028
研究機関電気通信大学

研究代表者

中村 信行  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (50361837)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード多価イオン / ポピュレーショントラッピング
研究実績の概要

平成30年度においては、これまで特にプロメシウム様イオンに注目してきたポピュレーショントラッピングのメカニズムの研究をサマリウム様イオンに拡張して行った。重元素のサマリウム様イオンは基底状態および第一励起状態の全角運動量がともに0であるため、第一励起状態ha
寿命が無限大と言ってもよいほどの強い準安定状態である。従って、プロメシウム様イオンの場合よりも強いポピュレーショントラッピングが起こることも予想されたが、実験結果と衝突輻射モデル計算の比較による解析では、準安定状態の占有密度は基底状態に比べ無視できる程度であり、ポピュレーショントラッピングが起きていないことが分かった。詳細な解析の結果、これは基底状態から準安定状態に励起する有効な経路が存在しないことが原因であることが分かった。プロメシウム様イオンの場合には、より高い励起状態からのカスケードによって占有密度が高い値を持つが、サマリウム様イオンの場合にはそのような経路が存在しないため、例え準位の放射による寿命が無限大であっても占有密度が高くならないことが分かった。
「多価イオン原子時計」の候補となっている4f開殻イオンの系統的の理解のため、昨年度のAg様、Cd様イオンに続いて、より複雑な構造を持つIn様、Sn様イオンの分光測定を行い、理論計算との比較により、得られた発光線の一部の同定に成功した。一方、製作した超伝導コイルについては、昨年度において40Kまでしか冷却できなかった原因を突き止め、それを改善することで目的とする20Kまで冷却することに成功した。また、当初の予定にはなかったが、長寿命遷移である電気八重極子放射の観測に世界で初めて成功し、その発光機構を詳細なポピュレーションキネティクス解析により明らかにした。
これらの成果をPhysical Review Lettersに投稿する他、国際会議HCI2018の招待講演として発表した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] 4f-5s電気八重極子遷移(E3)の観測とその強いZ依存性2018

    • 著者名/発表者名
      坂上裕之,加藤太治,村上泉,大橋隼人,中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第43回年会
  • [学会発表] Development of a high temperature superconducting magnet for use in a cryogen-free electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tamai, Hiroyuki A Sakaue, Yoshiro Terazaki, Nagato Yanagi and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Visible spectra of heavy ions with an open 4f shell2018

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Murata, Takayuki Nakajima, Marianna S. Safronova, Ulyana I. Safronova, and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of electric octupole (E3) transitions in the EUV spectra of tungsten ions2018

    • 著者名/発表者名
      H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi and N. Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference Physics of Highly Charged Ions (HCI2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible spectra of multiply charged heavy ions obtained with a compact electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA Nobuyuki
    • 学会等名
      The 7th China- Japan-Korea Joint Seminar on Atomic and Molecular Processes in Plasma (AMPP2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Collisional and radiative processes of highly charged iron ions studied with an electron beam ion trap2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of 4f-5s Electric Octupole (E3) Transition in the EUV Spectrum of Ag-like Tungsten2018

    • 著者名/発表者名
      H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi and N. Nakamura
    • 学会等名
      13th International Symposium on Electron Beam Ion Sources and Traps (EBIST2018)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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