精密レーザー核分光による極微量な超長寿命の天然放射性核種の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540278
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 金 衛国 東邦大学, 理学部, 助教授 (20277346)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 箕輪 達哉 東邦大学, 理学部, 助教授 (10181968) ; 桂川 秀嗣 東邦大学, 理学部, 教授 (70130359)
• Keywords: レーザー核分光 / 同位体シフト / 超微細構造

Research Abstract

本研究は、^<40>K,^<50>V,^<138>Laなどの極微量な超長寿命の天然放射性核種に対して、精密レーザー核分光を行い、超微細構造と同位体シフトを測定することによって、これらの核種の電荷分布、核変形、電磁モーメントなどの情報を求めることを目的としている。これらの情報は、宇宙物理研究の基礎的な不可欠のデータとなり、原子核の模型を検証でき、原子核構造の解明に貢献できる。
今年度は、昨年度の実験を継続し、高分解能原子線半導体レーザー分光を行い、Y原子の668.8nm及び679.4nmの2つの光学遷移におけるZeeman効果を調べた。Y原子の超微細構造が狭いので、観測されたZeemanスペクトルのピークは強く重なり解析が困難であった。そこで、σ^+,σ^-円偏光を用いて、Δm=+1と-1のピークを分けてスペクトルを観測した。それによって、Zeemanスペクトルを解析でき、Y原子の上準位のg因子を高精度で求めた。
また、原子と外部電場との相互作用を調べるために、Stark効果の実験を行った。実験装置を改良し、約22kV/cmまでの強電場を生成できた。Rb原子の基底状態からのD1(694.8nm)光学遷移を用いて、Starkシフトを測定した。シフトは電場の2乗に比例していることや、超微細構造と同位体に依存していないことが確認された。そして、測定したStarkシフトからRb原子のスカラー分極率を導いた。

Research Products

• [Publications] T.Wakui, W.G.Jin, et al.: "High-resolution diode-laser spectroscopy of the rare-earth elements"J.Phys.Soc.Jpn.. V72. 2219-2223 (2003)
• [Publications] M.Koizumi, W.G.Jin.et al.: "A laser ion source with a thin ohmic-heating ionizer for the TIARA-ISOL"Nucl.Instru.Meth.. B204. 359-362 (2003)