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2016 年度 実績報告書

ポジトロニウム負イオンの光脱離を利用したポジトロニウムビーム科学の展開

研究課題

研究課題/領域番号 24221006
研究機関東京理科大学

研究代表者

長嶋 泰之  東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 教授 (60198322)

研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
キーワード量子ビーム / 陽電子 / ポジトロニウム / ポジトロニウム負イオン / 光脱離
研究実績の概要

エネルギー可変ポジトロニウム装置は27年度に完成したが、その性能を向上させるために、線源を新たなものに交換した。また、各種パラメータの最適化を行った。この結果、マイクロチャンネルプレートで検出されるポジトロニウムの計数率が20cpsとなった。マイクロチャンネルプレートの検出効率が10%とするとポジトロニウムビームとしての強度は200Ps/sである。
このようにして得られたポジトロニウムビームを固体表面にすれすれの角度で入射し、ポジトロニウムと表面の相互作用を調べる実験を行った。この結果、ポジトロニウムが表面で鏡面反射している様子が観測された。さらに、ポジトロニウムの回折像を得るための実験を行った。データを積算してすることで回折スポットは見えてくると期待される。
また、ポジトロニウム負イオンの光脱離のレーザー偏光依存性を調べる実験を行った。その結果、レーザーの偏光を変えるとポジトロニウムビームの時間広がりが変化する結果が得られた。このデータからはポジトロニウム負イオンの束縛エネルギーが得られる。
以上の結果について、論文数報を同時並行して準備中である。
さらに、アルカリ金属蒸着表面について調べるために、種々のアルカリ金属を蒸着したタングステン表面から放出されるポジトロニウムの飛行時間測定も行った。この結果、清浄なタングステン表面では、入射した陽電子のうち20%がポジトロニウムとして放出されること、アルカリ金属を蒸着すると80%以上がポジトロニウムとなって放出されることがわかった。これはアルカリ金属の蒸着によって、表面に低電子密度の領域が広がってポジトロニウムの生成が起こりやすくなることを示している。タングステンにアルカリ金属を蒸着するとポジトロニウム負イオンの生成率が飛躍的に増大する理由も、表面の電子密度が効いていると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Observation of a shape resonance of the positronium negative ion2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Michishio, Tsuneto Kanai, Susumu Kuma, Toshiyuki Azuma, Ken Wada, Izumi Mochizuki, Toshio Hyodo, Akira Yagishita, Yasuyuki Nagashima
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 ページ: 11060 1-5

    • DOI

      10.1038/ncomms11060

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Emission of low-energy positronium from alkali-metal coated single-crystal tungsten surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      S. Iida, K. Wada, I. Mochizuki, T. Tachibana, T. Yamashita, T. Hyodo, Y, Nagashima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 28 ページ: 475002 1-4

    • DOI

      10.1088/0953-8984/28/47/475002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal positron interactions with alkali covered tungsten2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamashita, Shimpei Iida, Hiroki Terabe, Yasuyuki Nagashima
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 387 ページ: 115-118

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2016.10.008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ポジトロニウムの散乱実験2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之
    • 雑誌名

      陽電子科学

      巻: 7 ページ: 33-40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポジトロニウム負イオン2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之、五十嵐明則、満汐孝治
    • 雑誌名

      原子衝突学会しょうとつ

      巻: 13 ページ: 64-74

    • 査読あり
  • [学会発表] Shape resonance of the positronium negative ion2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之、満汐孝治、金井恒人、久間晋、東俊行、和田健、望月出海、兵頭俊夫、柳下明
    • 学会等名
      International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 発表場所
      Cairns (Australia)
    • 年月日
      2017-07-26 – 2017-08-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ps- beams and photodetachment spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之
    • 学会等名
      XIX International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics
    • 発表場所
      Magnetic Island (Australia)
    • 年月日
      2017-07-22 – 2017-07-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental studies on Ps- for precision physics2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之
    • 学会等名
      Precision Physics, Quantum Electrodynamics and Fundamental Interactions
    • 発表場所
      Cargese (France)
    • 年月日
      2017-04-30 – 2017-05-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TiO2(110)表面からの陽電子刺激イオン脱離と電子刺激イオン脱離の比較2016

    • 著者名/発表者名
      山下貴志、立花隆行、柳楽勝、矢吹壽国、Luca Chiari、平山孝人、長嶋泰之
    • 学会等名
      原子衝突学会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-11
  • [学会発表] A novel energy-tunable positronium beam apparatus for surface scattering experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Luca Chiari、満汐孝治、大島永康、長嶋泰之
    • 学会等名
      原子衝突学会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-11
  • [学会発表] 二酸化チタン表面における陽電子刺激イオン脱離とS-parameterの入射エネルギー依存性2016

    • 著者名/発表者名
      山下貴志、立花隆行、柳楽勝、矢吹壽国、Luca Chiari、平山孝人、長嶋泰之
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府泉南郡)
    • 年月日
      2016-12-08 – 2016-12-09
  • [学会発表] Experiments with positronium negative ions2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之
    • 学会等名
      Joint 13th Asia Pacific Physics Conference and 22nd Australian Institute of Physics Congress
    • 発表場所
      Brisbane (Australia)
    • 年月日
      2016-12-04 – 2016-12-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent developments of positron studies - emission of positronium negative ions and positron-annihilation-induced ion desorption from surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋泰之
    • 学会等名
      BIT's 6th Annual World Congress of nano Science & Technology - 2016
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TiO2(110)表面における陽電子刺激イオン脱離収量とS-parameterの比較2016

    • 著者名/発表者名
      山下貴志、立花隆行、柳楽勝、矢吹壽国、平山孝人、長嶋泰之
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] TiO2(110)およびH2O/TiO2(110)表面上における陽電子刺激イオン脱離2016

    • 著者名/発表者名
      立花隆行、山下貴志、柳楽勝、矢吹壽国、平山孝人、長嶋泰之
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 蓄積型陽電子パルス化装置を用いたポジトロニウムビームの生成と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      満汐孝治、Luca Chiari、波多野博法、星大樹、大島永康、長嶋泰之
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Production of a positronium beam using a trap-based positron beam for surface scattering experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Luca Chiari、満汐孝治、大島永康、長嶋泰之
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [備考] 東京理科大学 理学部第二部物理学科/大学院理学研究科物理学専攻 長嶋研究室

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/ynagahp/

  • [備考] 基盤研究(S) ポジトロニウム負イオンの光脱離を利用したポジトロニウムビーム科学の展開

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/ynagahp/s/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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