| 研究課題/領域番号 |
23654114
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
齋藤 晴雄 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (60235059)
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| 研究分担者 |
澁谷 憲悟 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (20415425)
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| キーワード | 陽電子 / ポジトロニウム / 消滅γ線 / ＰｓＳＲ / 局所磁場測定 / ＬａＢｒ３（Ｃｅ）シンチレータ結晶 / デジタルオシロスコープ |
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| 研究概要 |
ポジトロニウムスピン回転（ＰｓＳＲ）はポジトロニウムが磁場中で歳差運動する現象であり、ポジトロニウムが三光子消滅する際に放出されるγ線の方位分布も回転するため、固定したγ線検出器では消滅放射線の計数率の振動が観測される。この振動の周波数は磁場強度に依存するため、逆に振動数から磁場強度を求めることができる。本研究は、ＰｓＳＲを利用した物質中における局所磁場強度測定の可能性を検証する。
これまで、ＰｓＳＲは真空中では観測されているが、物質中で観測されていない。物質中ではポジトロニウムの寿命が短いため、高度な計測技術を要する。また、物質中ではＰｓＳＲ信号が打ち消される可能性もある。
本年度（最終年度）は昨年度開発したＰｓＳＲ測定装置を改良した。この装置の要点は、①時間分解能とエネルギー分解能が共に優れているＬａＢｒ３（Ｃｅ）シンチレータ結晶をγ線検出に用いることと、②その検出器からの出力信号をデジタルオシロスコープで記録し波形信号を後処理で解析することである。また波形処理ソフトを開発しデータ解析法の最適化を行った。
まず、装置のテストとして窒素雰囲気下で外部から１．０ｋＧの磁場を印加し、測定データを解析したところ、寿命値１３２ｎｓ、振動周期２６ｎｓのＰｓＳＲ信号が観測された。次に、凝集系におけるＰｓＳＲ信号の観測を目指し、ヘキサン中で外部から２．０ｋＧの磁場を印加した。ヘキサン中のポジトロニウムの寿命値は約４ｎｓと知られており、これは凝集系としては比較的長いのでＰｓＳＲ信号の観測に適している。データを解析したところ、有意な計数率の増減が確認され、ピークとバレーの間隔は約５ｎｓであった。これは期待されるＰｓＳＲ信号の一部分と考えられる。このことから、凝集系でもＰｓＳＲ信号が観測可能であることが明らかとなった。
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