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2009 年度 実績報告書

イオントラップ中冷却イオンの相転移近傍における統計力学的諸量の測定

研究課題

研究課題/領域番号 19540519
研究機関名古屋大学

研究代表者

荒巻 光利  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50335072)

研究分担者 河野 明廣  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40093025)
キーワード強結合プラズマ / イオントラップ / レーザー冷却
研究概要

本研究は、強結合プラズマの物性に対する長距離相互作用の影響を明らかにすることを目的としている。イオントラップに閉じ込められた一成分プラズマは、レーザー冷却技術を用いてイオン温度を制御することで弱結合状態から強結合状態までプラズマを変化させることが出来るため、長距離相互作用の効果を系統的に研究するのに適した系である。しかし、レーザー冷却されたプラズマは非常に脆弱なため、その測定手段は限られており、従来用いられてきたレーザー誘起蛍光(LIF)法では観測による擾乱によって歪められたスペクトルしか得られない。我々は、微弱なプローブレーザーを用いた観測法を確立し、初めて冷却プラズマのLIFスペクトルを非破壊で観測することに成功した。これにより、スペクトル形状に関する詳細な議論を可能にした。このプローブレーザー法を用いて、弱結合状態から強結合状態へと遷移する過程でLIFスペクトルを観測し、フォークト分布を仮定してスペクトル形状の変化を詳細に調べた。その結果、弱結合-強結合の境界領域では、LIFスペクトルのローレンツ成分が異常に大きな値(約100MHz)になることが明らかとなった。この値は2体の衝突周波数(数百kHz)と比較して3桁程度大きな値である。このようなローレンツ幅の特異な変化は,強結合状態でのクーロン多体相互作用の影響が観測された初めての例と考えられ、さらに詳細な観測を進めている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Observation of Phase Transitions of 1-Dimensional lon Clouds in a Linear RF Trap2009

    • 著者名/発表者名
      M.Aramaki
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 8

      ページ: 940-943

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小特集極低温環境下でのプラズマ研究の新展開3.RFトラップ中のレーザー冷却プラズマ2009

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 雑誌名

      核融合学会誌 85

      ページ: 520-525

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of String lon Cloud in a Linear RF Trap2009

    • 著者名/発表者名
      M.Aramaki
    • 雑誌名

      NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS VII 1114

      ページ: 19-24

    • 査読あり
  • [学会発表] 冷却イオンのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      第65回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] レーザー冷却された強結合プラズマのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      「第46回原子分子光の素過程とプラズマ分光の研究フロンティア」研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県)
    • 年月日
      2010-01-19
  • [学会発表] Nondestructive Diagnostics of Strongly Coupled One Component Plasma Confined in RF Trap2009

    • 著者名/発表者名
      M.Aramaki
    • 学会等名
      19th International Toki Conference on Advanced Physics in Plasma and Fusion Research
    • 発表場所
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • 年月日
      2009-12-11
  • [学会発表] レーザー冷却プラズマのLIFスペクトルにおける一様広がりの観測2009

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      第26回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都)
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] RFトラップによる一成分強結合プラズマの閉じ込めと診断2009

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      九州山口プラズマ研究会
    • 発表場所
      崇城大学(熊本県)
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] Ca+のレーザー冷却過程におけるLIFスペクトルのローレンツ成分2009

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-26

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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