| 研究概要 |
低エネルギーの電子衝突過程では,電子のde Broglie波長が長くなるため、量子力学的効果による特有の現象が現れる。衝突エネルギーが 100 meV 程度以下となると、電子のde Broglie 波長は数十 A 以上となり原子・分子のサイズよりもはるかに大きくなる。このような電子衝突は電子 Cold Collision(冷い衝突)と呼ばれ,量子効果が極めて明確に現れることにより、特異的な物理現象の発現が期待され大変興味深い。これまでの我々の研究において、低エネルギー極限における希ガス原子の電子衝突断面積は、従来間接的な手法から推定されていた値よりも大幅に小さいものであることを見出しており、本研究では、さらに標的を分子に拡張し、その電子Cold Collisionの解明を目的とする。
本年度は、実験装置の高分解能化および分子による電子Cold Collision実験を、振動の自由度により発現する効果の探索を目指して、直線三原子分子のCO2, COS, CS2, N2Oについての測定を計画した。実験装置の高分解能化として、高性能の安定化電源を制御用電源回路に組み込み、さらに電気的雑音および電位揺らぎの除去を行った。この結果、これまで最高の分解能を安定して達成できるようになり、HeおよびNeの測定を行い希ガス原子の電子Cold Collisionの研究について拡張に成功した。一方、分子標的の実験は、これまで測定してきた希ガス原子に比べて、電子レンズ電極上に吸着する分子の影響が大きいことが明らかになり、その対策が必要であることが分かった。特に、衝突電子エネルギーを精密に校正法を新たに確立することが重要であることが分かったため、本年度は、そのための手法を開発した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究の結果、実験装置の高分解能化が大きく進展したため、平成26年度に計画していたH2,D2,HD についての研究が平成25年度に可能となる見通しである。当初予定では、極性分子である H2O, D2O についての測定を行うために、真空排気系の増強をはじめとする装置改造を行う計画であったが、H2,D2,HD についての研究を先に進める。これらの分子の回転の最低励起エネルギーである 20~40meV 近傍での断面積の振る舞いを確かめる。測定は非常に高い分解能が必要となるため、前年度に引き続き装置の高分解能化のための雑音対策を行う。また、本年度に引き続き直線三原子分子のCO2, COS, CS2, N2Oについての測定も行う。なお、H2O, D2O についての測定は平成26年度に行うこととし、そのための真空排気系の増強をはじめとする装置改造を平成25年度末に行う。
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