2020 Fiscal Year Annual Research Report
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18H03715
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
早川 岳人 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (70343944)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大垣 英明 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)
加藤 政博 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 特任教授 (30185871)
静間 俊行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50282299)
川瀬 啓悟 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主幹研究員(定常) (60455277)
Koga James 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 専門業務員(任常) (70370393)
全 炳俊 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (80548371)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光子光子相互作用 / デルブリュック散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子電磁力学（QED）は光子光子の相互作用を予言している。最近、CERNの鉛鉛衝突実験において、(仮想)光子光子の散乱を初めて測定したが統計が少ない。光子光子散乱の一つに、γ線が原子核のクーロン場において仮想電子陽電子の対生成を行い直ちに対消滅して入射エネルギーにほぼ等しいγ線を再度生成するデルブリュック散乱がある。デルブリュック散乱の反応断面積は他の光子光子相互作用と比較して何桁も大きいために実験が行われてきた。しかし、従来の実験ではレーリー散乱、原子核トムソン散乱等の弾性散乱が量子論的に干渉するため、デルブリュック散乱の振幅のみを計測できない。そこで、直線偏光のγ線を用いて特定の角度で選択的に計測する手法を提案した。放射光施設UVSOR-IIIの電子蓄積リングの電子エネルギーは750MeVであり、約10μmの波長のCO2レーザーを用いることで約1MeVのレーザーコンプトン散乱(LCS)γ線を生成できる。1.022MeV以下でのみで発生する仮想的な過程のみを選択的に測定することが可能である。そこで、CO2レーザーでLCSγ線を生成し、ターゲットからの散乱γ線を計測した。GEANT4のシミュレーション計算を行った。バックグランドを評価した。バックグランドとして、大気の小角のコンプトン散乱、電子蓄積リングの750MeVの電子からの制動放射が主要な原因であることが判明した。UVSORは超高真空であり又、通常の放射光施設では光等をミラーを用いて外部に取り出すため制動放射は計測されない。しかし、LCSγ線では問題になる。そこで、波長1μmのパルスレーザーを用いてパルス化試験を行いバックグランドの提言を確認した。さらに、5MeVと10MeVのデルブリュック散乱の計測が有効な角度、ターゲット依存性を計算した。また、合わせて光渦のコンプトン散乱、超新星ニュートリノ等を検討した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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