2022 年度研究成果報告書

レーザー励起とイオンビームトラップによる準安定状態イオンの精密寿命分光への挑戦

研究課題

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研究課題/領域番号	19K03782
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分14010:プラズマ科学関連
研究機関	京都大学
研究代表者	斉藤学京都大学, 工学研究科, 教授 (60235075)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	準安定状態寿命 / イオンビームトラップ / レーザー励起 / 分光計測 / プラズマ
研究成果の概要	静電型イオンビームトラップに蓄積したイオンをレーザー光励起で準安定状態にし、その放射寿命を精密に測定する方法の開発に取り組んだ。開発した方法のテストとして、トラップに蓄積した分子イオンからの再帰蛍光および光吸収解離の測定を行った。その結果、蓄積イオンの蛍光検出および蓄積イオンのレーザー光励起に成功していることが確認できた。レーザー光励起したイオンの蛍光測定では、ある波長領域で高計数のバックグラウンド光子が確認され、これが測定の妨げになった。この原因を明らかにした上で装置の改良を行い、バックグラウンド光子を1/10まで低減させた。改良した装置を用いた光子測定が現在進行中である。
自由記述の分野	原子・分子物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	励起状態のイオンが壊れずに存在できる時間をその状態の寿命という。励起状態のイオンの寿命に関する研究は、原子・分子物理や放射線物理、プラズマ科学、宇宙科学などの様々な学術研究分野で必要とされている。本研究は、申請者が開発した静電型イオンビームトラップによる精密寿命測定法にレーザーイオン励起法を組み合わせることによって、前者の方法では測定できていなかった励起状態イオンの寿命測定を可能にすることを目的とした。本研究の測定法を実現することは、様々な励起イオンの高精度な寿命測定を必要とする多くの研究分野にとって非常に重要な意義がある。