2006 Fiscal Year Annual Research Report
アルカリ土類原子-Heファン・デル・ワールス分子の形成とレーザー分光
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17550008
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
森脇 喜紀 富山大学, 大学院理工学研究部(理学)理学部, 助教授 (90270470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松島 房和 富山大学, 大学院理工学研究部(理学)理学部, 教授 (40142236)
小林 かおり 富山大学, 大学院理工学研究部(理学)理学部, 助手 (80397166)
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| Keywords | ヘリウム / 超流動ヘリウム / レーザー分光 / エキサイプレッタス / アルカリ土類原子 / 原子分光 |
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| Research Abstract |
低温(1-30K)で広い圧力領域(10^3-5×10^7Pa)のHe(気体・液体,同位体3,4)中にMg原子を生成し,そのスペクトルを測定することにより,不純物原子とその周りのHeとの相互作用を調べた.
液体He中のの不純物原子はパウリの排他律に基づく斥力により周りのHe原子を遠ざけることにより真空の空洞を形成することが知られているが,Mgではそのスペクトルの幅やピークのシフトがバブルの形成だけでは説明出来ていなかった.加圧した液体He中で測定されたスペクトルにおいても,Mgにおいてのみ他のアルカリ土類とは異なる圧力依存性を示していた.所謂バブルモデルに歪みを導入したモデル解析により,Mgにおいては^1P_1状態のp電子の節部分でバブルが大きく括れた状態で最も安定となり,この形状で圧力依存性が説明できることが分かった.このことは,以前に導入されたエキサイプレックス形成仮説とは整合性がある.
低温^4He,^3Heガス中でのMg原子の発光スペクトルを調べた.^4He温度の低下あるいはガス圧と伴に,線幅が拡大し長波長側に明確なピーク構造が出現する.Mg^*-He_n型エキサイプレックスの解離スペクトルのモデル計算により,これらの特徴はHe原子の個数(n)の変化として説明できる.また,5K,1気圧下は液体ヘリウム中でのスペクトルとほぼ同様な明確なピーク構造が観測される.この条件下では励起状態の寿命時間幅のうちに3体衝突(Mg^*He_n+2He→Mg^*He_<n+1>+He)が次々と起こり,付着するHeが最大数に達すると考えられる.このことを利用して3体衝突レートが求められた.中性原子に関してのHeを含む3体衝突のデータは極めて少なく,本データは貴重なデータである.また,^3Heガス中でも自由原子の共鳴線の長波長側にサイドバンドが観測されエキサイプレックスが形成されことが分かった.
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