2018 年度研究成果報告書

X線天体の謎を解き明かす高分解能検出器を用いた水素原子中の阻止能計測

研究課題

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研究課題/領域番号	16K17686
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
研究代表者	近藤康太郎国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所光量子科学研究部, 主任研究員(定常) (80582593)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	宇宙物理 / 原子物理 / 阻止能 / パルスパワー / 衝撃波 / 量子ビーム
研究成果の概要	解離した中性水素原子標的の形成が可能な電磁衝撃波管を構築するとともに，衝撃波管内の電極構造を工夫し，これまで課題であった放電電流の一様性を改善させた．このことから，一様な解離した水素原子標的形成の基盤構築ができた．また，偏向電磁石を用いた高分解能エネルギー検出器の基礎的な特性評価を行った．また，パルスで形成される中性水素原子標的と加速器から供給される粒子ビームとの時間同期のためにレーザーを用いた方法を開発した．最終的に解離した中性水素原子標的と粒子ビームとの相互作用実験にまでは至らなかったが，相互作用実験に必要な見通しを得ることができた.
自由記述の分野	プラズマ物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	観測と理論モデルで整合が取れていないHI領域から観測されたX線天体や宇宙線の起源を明らかにするためには，そのX線生成量の見積が大変重要である．Thick Target モデルから高い精度を持つX線生成量の見積りには，低いエネルギー領域での高い精度をもつ水素原子中の阻止能の定量評価が必要である．理論モデルによれば，水素分子に比べて水素原子の阻止断面積は20%程度の増大が示されているものの，中性水素原子に対する信頼できる実験データは存在していない．本研究で目指す解離した中性水素原子に対する粒子ビームの阻止能を実験的に評価することはX線天文学，宇宙物理，原子物理において重要な意義をもつ．