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2013 年度 実績報告書

軽元素に捕獲された負ミュオン初期状態の精密決定

研究課題

研究課題/領域番号 24740279
研究機関大阪大学

研究代表者

二宮 和彦  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90512905)

キーワードミュオン / ミュオン原子 / 量子ビーム / ミュオン捕獲過程 / ミュオン特性X線 / エキゾチック原子
研究概要

茨城県東海村J-PARCミュオン施設において、1気圧以下の低圧の気体試料条件においてCO、CO2、COS、H2+CO2に対してミュオン照射を行った結果について詳細な解析、検討を行った。
CO、CO2、COS試料より得られた、ミュオン特性X線スペクトルを解析する事で、ミュオンがC原子もしくはO原子に捕獲される確率および捕獲された初期の準位について、計算シミュレーションとあわせて決定することができた。本研究より、予想しないことにこれらの3分子間でO原子への捕獲現象は互いに似通っているということがわかった。一方でC原子については、COと他の2原子との間で大きな違いが得られた。これらの違いについての解釈として、C原子の非共有電子の存在が大きく寄与しているという仮説を立て、C原子への非共有電子の影響を定量的に見積もった。この成果は、ミュオンを捕獲する原子の電子状態と、ミュオンの捕獲初期状態について定量的に対応を議論した初めての成果である。
同様にCO2とH2+CO2試料から得られたミュオン特性X線スペクトルについても詳細な検討を加えた。特にH2+CO2試料では統計が悪いものの、CO2試料の場合とC原子とO原子への捕獲確率や、それぞれの原子に捕獲されたときのミュオンの初期状態について、大きな違いが見られ、これはミュオン原子の形成過程が転移現象を経て起こっているということを明確に示しているデータが得られた。
これらの研究成果についてまとめ、今年度関連の学会発表を6件(うち国際学会3件、国内で1件招待)行い、また3件の原著論文を投稿した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013

すべて 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 低圧気体サンプル(CO,CO2,COS)を対象としたミュオン原子形成時の化学的環境の影響に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      吉田剛、二宮和彦、稲垣誠、伊藤孝、髭本亘、長友傑、Patrick Strasser、河村成肇、下村浩一郎、三宅康博、三浦太一、久保謙哉、篠原厚
    • 学会等名
      原子衝突学会第38回年会
    • 発表場所
      埼玉県和光市
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] 負ミュオン特性X線を用いた非破壊多元素同時分析2013

    • 著者名/発表者名
      二宮和彦
    • 学会等名
      第52回 放射線科学研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      20131025-20131025
    • 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous and Multielemental Analysis by Muonic X-rays for Inside Japanese Bronze and Gold Coins2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ninomiya, M. K. Kubo, T. Nagatomo, G. Yoshida, M. Inagaki, A. Shinohara, T. Suzuki, N. Kawamura, P. Strasser, K. Shimomura, Y. Miyake, Y. Kobayashi, W. Higemoto, S. Sakamoto, T. Saito
    • 学会等名
      APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Muonic Atom Formation by the Muon Transfer Process in C6H6 / C6H12 + CCl4 Mixtures2013

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshida, K. Ninomiya, A. Shinohara, T.U. Ito, W. Higemoto, T. Nagatomo, P. Strasser, N. Kawamura, K. Shimomura, Y. Miyake, T. Miura, M.K. Kubo
    • 学会等名
      APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Study on muon capture process for gaseous molecules containing C and O atoms2013

    • 著者名/発表者名
      M. Inagaki, K. Fujihara, G. Yoshida, K. Ninomiya, Y. Kasamatsu, M. K. Kubo, W. Higemoto, N. Kawamura, T. Nagatomo, Y. Miyake, T. Miura, A. Shinohara
    • 学会等名
      APSORC'13 - 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] J-PARC(MUSE) ミュオンビームを用いた地球惑星試料分析の実用化に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      寺田健太郎, 二宮和彦, 大澤崇人, 橘省吾, 三宅康博, 久保謙哉, 河村成肇, 髭本亘, 上椙真之, 土山明, 海老原充
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会年会
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      20130519-20130523

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公開日: 2015-05-28  

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