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2021 年度 実施状況報告書

冷却原子研究の支援のためのイッテルビウム二原子分子の分光研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03805
研究機関富山大学

研究代表者

榎本 勝成  富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (50452090)

研究分担者 石元 孝佳  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (50543435)
馬場 正昭  京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (80189729)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード分子分光 / イッテルビウム / 光会合 / 前期解離
研究実績の概要

昨年度に引き続き、高温のYb(イッテルビウム)蒸気についての光会合と前期解離の研究を行い、昨年度に投稿中であった論文に修正・追加を行い、論文はPhys. Rev. A誌に掲載された。特に、400nm付近のレーザーで励起され、556nmの蛍光を発する際の時間分布を精度よく測定することで、光会合によって得られたYb2分子は前期解離によって、1S0+3D2状態に解離していることが特定された。また、過去の極低温Yb原子の光会合研究で見られていた、1S0-1P1遷移からの離調が大きくなるにつれて急激に励起線幅が太くなる振る舞いが、長い核間距離でのポテンシャル交差によるものであることを示した。
その後、600-650nmのパルスレーザーで直接Yb2分子を励起する分光実験や、希ガスにYb蒸気を巻き込ませて噴出させて蒸気の温度を下げ、Yb2の存在割合を高める実験などを進めたが、まだ確定的な結果は得られていない。特に、希ガスの導入には、溶融金属によるガスラインの詰まりや、真空チャンバーおよび真空ポンプの大型化が必要であるなどの問題点が浮き彫りになった。
また、低温の分子の分光装置の開発改良として、レーザーアブレーションとヘリウムバッファーガス冷却に基づくレーザー分光も進めた。PbO分子の400-450nmの領域の電子遷移について測定を進め、高感度なレーザー誘起蛍光測定ができるよう、実験条件の最適化を進めた。
これらについて前述の論文1本に加え、4件の学会発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

希ガスにYb蒸気を巻き込ませて噴出させる研究において、当初の想定以上に困難さがあることが判明し、進捗が遅れた。

今後の研究の推進方策

外部からのガス流入を利用しないYb蒸気ビームの実験装置に戻し、広い波長範囲についてYb2の共鳴線を探す。また、バッファーガス冷却によるYb2の生成も試みる。

次年度使用額が生じた理由

半導体不足による一部製品の欠品や、多くの学会がオンライン開催になるなど、物品費・旅費ともに余りが生じた。次年度の物品費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Free-bound excitation and predissociation of ytterbium dimers near the 1S0 - 1P1 atomic transition2021

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Enomoto, Ryota Takabatake, Takehiro Suzuki, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi, and Masaaki Baba
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 104 ページ: 013118

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.104.013118

    • 査読あり
  • [学会発表] 高温Yb蒸気の光会合による前期解離プロセスの解明2021

    • 著者名/発表者名
      榎本勝成, 高畠涼汰, 鈴木雄大, 高須洋介, 高橋義朗, 馬場正昭
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [学会発表] PbO分子の402 nm帯の高分解能分光とホットバンドの観測2021

    • 著者名/発表者名
      中野愛,松本仁千翔,草野航,下地巧真,小林かおり,馬場正昭,榎本勝成
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部
  • [学会発表] 光会合によるYb2分子の生成と前期解離の観測2021

    • 著者名/発表者名
      草野航,下地巧真,中野愛,松本仁千翔,小林かおり,馬場正昭,榎本勝成
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部
  • [学会発表] High-resolution laser spectroscopy of lead oxide (PbO) in 400-450 nm2021

    • 著者名/発表者名
      K. Enomoto, T. Suzuki, M. Baba
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • 国際学会
  • [備考] 富山大学理学部物理学科電波物理学研究室

    • URL

      https://www.sci.u-toyama.ac.jp/phys/4ken/

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公開日: 2022-12-28  

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