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2014 年度 実績報告書

超電導共振器中のマイクロ波を用いた低温分子ビームの操作と基礎物理研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24684031
研究機関富山大学

研究代表者

榎本 勝成  富山大学, 理工学研究部(理学), 准教授 (50452090)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード原子分子物理 / 低温分子 / マイクロ波 / 素粒子実験 / 超伝導
研究実績の概要

本研究の目的は、超伝導共振器中で大幅に増強されたマイクロ波を用いて、低温分子ビームを集束・減速し、高指向性・低速の低温分子ビームを実現し、低温分子ビームを用いる高エネルギー物理学の精密測定に寄与することである。今年度では、ヘリウムバッファーガス冷却によるPbO分子ビームの改良をまず行い、前年度に比べて分子ビームのフラックスは2桁程度改善した。バッファーガス冷却を行う4 Kの金属セルの開口の最適化(直径2mmから直径5mmに変更)が最も改善に寄与した。
また、減速・集束された分子ビームの光学的検出のためには、レーザー周波数を1 MHz程度の精度で安定化させる必要がある。今年度では、超低膨張率ガラス製のエタロンを購入し、既存の波長計と組み合わせて、1 MHz精度のレーザー周波数測定計を作成した。エタロンのスペーサーの素材にはオハラ社のクリアセラムを用い、それを真空中で温度を安定化させた。一定速度の周波数ドリフト(約0.3 MHz/day)があるものの、非常に安定な周波数参照器として利用できた。ミラーには低分散ミラーを採用することで、数十nmにわたって一定の自由スペクトル領域を持つエタロンとなり、多数の共鳴線を持つ分子分光に役立つ仕様になっている。PbO分子と同じく、カリウム原子も405 nm付近に共鳴線を持ち、この共鳴線の絶対周波数がある程度の精度で求まっているため、これを基準の周波数とし、この超低膨張率エタロンを光周波数の物差しとして、PbO分子の共鳴周波数を数MHzの精度で決定する実験を進めている。

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

一昨年度のクライオスタットのリークの修理による遅れが尾を引いているため。

今後の研究の推進方策

研究計画にやや遅れが生じているが、当初の計画の内容通り進めていく。電子の永久電気双極子モーメントについては、海外の他のグループが非常に高い精度の測定を既に報告しているため、それとは別のT,P非保存の物理の探究に有利な分子(TaNなど)を用いた研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

おおむね計画通りに予算執行をしているが、消耗品の購入が若干新年度にずれこんだため。

次年度使用額の使用計画

ずれこんだ消耗品の早期購入を含め、当初の予定通り予算執行を行う。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 その他

すべて 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] サブMHz精度の分子分光に向けた超低膨張率ガラス光共振器の開発2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木誉大,杉山貴紀,小林かおり,松島房和, 森脇喜紀,榎本勝成
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部
    • 発表場所
      福井大学
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-13
  • [学会発表] マイクロ波分子減速に向けた低温低速PbO分子ビーム源の開発2014

    • 著者名/発表者名
      榎本勝成, 吉原隆之昌, 米澤大介, 小林かおり, 松島房和, 森脇喜紀
    • 学会等名
      第14回分子分光研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-17
  • [備考] 富山大学理学部物理学科電波物理学研究室

    • URL

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

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公開日: 2016-06-01  

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