| 研究課題/領域番号 |
24350016
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
松尾 由賀利 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員研究員 (50231593)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | レーザー分光 / マトリックス分光 / 超流動ヘリウム / 光ポンピング / レーザー・ラジオ波二重共鳴 / レーザー核分光 |
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| 研究概要 |
超流動ヘリウムは紫外からラジオ波に至る広い波長域で透明な媒質である。低温、スピンに対する擾乱が小さいといった特性があり、レーザー分光の新しいマトリックス環境として大きな可能性を持つ。液体ヘリウム中に原子やイオンを導入するのは、良く知られている他の希ガスマトリックスに比べて取扱いが困難なことから、精密分光があまり進展していなかった。しかし、近年レーザースパッタリング法によりアルカリ原子を導入して光ポンピングと二重共鳴法の組合せることにより精密分光が可能になってきた。本研究課題では、アルカリ原子と同様の準位構造を持つアルカリ土類イオンをヘリウム中に導入して光ポンピング法を適用し、精密レーザー分光を行うことを目的とする。このため、①超流動ヘリウム中への原子イオン導入と光検出、②光ポンピングのための光源開発とこれを用いたレーザー・マイクロ波/ラジオ波二重共鳴実験、③加速器で生成されるイオンビームを用いた実験を並行して進めている。
平成25年度は、①二段階レーザースパッタリング法でヘリウム中に導入したBa+イオンレーザー誘起蛍光(LIF)検出を確認した。しかし、導入個数が少なく寿命が短いなどの問題も浮上した。②超流動ヘリウムのトラップ媒質としての特性を活用すると、cw(連続光源)レーザーでなくても、高繰返しパルスレーザー（1kHz以上）であれば光ポンピングと二重共鳴を行うことが可能である。アルカリ原子と似た準位構造を持つAu原子に本手法を適用し、超微細構造間隔を高精度に測定することに成功した。③加速器で生成されるRbイオンビームを超流動ヘリウム中に入射し、閉じ込められた原子の超微細構造準位間の遷移を観測することに成功した。加速器からのイオンビーム入射は有効な手法であることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
二段階レーザースパッタリング法により原子イオンの超流動ヘリウム中への導入と光検出が可能になったが、導入される個数が少なく寿命が短いことにより信号強度を十分に得られていないことは今後解決すべき課題である。一方、加速器から入射されたビームに対する実験では少ない個数の原子に対してレーザー・マイクロ波二重共鳴と超微細構造間隔の測定が行われ、計画以上に進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
超流動ヘリウム中原子イオンからの光検出は可能になったが、導入個数が少なく滞在寿命が短いことが信号強度を得るための障害になっている。イオンの滞在寿命を延ばす工夫をするとともに、加速器実験で得られている少数個の粒子の光検出技術を生かして、光ポンピング、二重共鳴実験へと進めていく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
Ba+、Yb+等のイオンの光ポンピングに必要な波長の光源を得る手法を比較検討したために、H25中に全ての光源の方式を決定するに至らなかった。
光ポンピングに必要な波長の光源を得るために引き続き光源の整備を進めていくとともに、検出系の高効率化を行う。H25年度基金分未使用分とH26年度経費を合わせてこれに充当する。
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