研究室

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  • 閉鎖した研究室
    •
  • 橋本数理物理学研究室

    • RAL支所

    支所長
    Philip KINGD.Sci.

    研究室プロフィール

    英国ラザフォードアップトン研究所に建設した理研RALミュオン施設では、素粒子ミュオンの特異な性質を応用した多彩な研究が展開されています。ミュオンはパイオンの崩壊で生成されます。パイオンは1935年に湯川秀樹博士がその存在を理論的に予言し、ミュオンは1937年に仁科芳雄博士により宇宙線の中に観測されました。ミュオンは電子の仲間で、その寿命は2.2μ秒、その質量は陽子の1/9または電子の207倍です。ミュオンは生まれながらにして一方向に揃ったスピンをもつので、物質中に止めてそのスピンの時間的変化を観測すると局所場の大きさややその揺らぎの測定ができます（ミュオンスピン緩和法：μSR法）。この方法を用いて高温超伝導体や分子性物質を含む様々な物質の物性研究を行っています。さらに、μSR法を表面や界面の磁性研究に応用するために、超低エネルギー正ミュオンビーム発生研究も進行中です。負ミュオンはD2-T2混合系に静止するとd-t 核融合反応を連鎖的に繰り返します。この「ミュオン触媒核融合」現象の基礎研究を進めています。また、負ミュオンはミュオン原子形成に伴い高いエネルギーのミュオン原子X線を発生します。このX線測定による原子核電荷密度分布の研究や非破壊元素分析への応用研究が進んでいます。

    研究テーマ

    1. ミュオンスピン緩和法（μSR法）を用いた物質科学
    2. 超低エネルギーミュオンビーム発生と表面科学への応用
    3. ミュオン触媒d-t核融合
    4. ミュオン原子X線測定と応用

    主要論文

    1. T. Suzuki, F. Yamada, M. Yamada, T. Kawamata, Y. Ishii, I. Watanabe, T. Goto, H. Tanaka, and K. Kubo,
      "Low-Energy Spin Dynamics in randomness-Introduced Spin-Gap Systems Tl1-xKxCuCl3 (0.40 ≦x ≦0.65) Probed by Zero- and Longitudinal-Field Muon Spin Relaxation"
      Phys. Rev. B 82, 094447-1-7 (2010).
    2. T. Nakano, R. Suehiro, A. Hanazawa, K. Watanabe, I. Watanabe, A. Amato, F.L. Pratt, and Y. Nozue,
      "μSR Study on Antiferromagnetism of Alkari-Metal Clusters Incorporated in Zeolite Sodalite"
      J. Phys. Soc. Jpn. 79, 073707-1-4 (2010).
    3. T. Lancaster, S.J. Blundell, F.L. Pratt, I. Franke, A.J. Steele, P.J. Baker, Z. Salman, C. Baines, I. Watanabe, S. Carretta, G.A. Timco, and R.E.P. Winpenny
      "Relaxation of Muon Spins in Molecule Monomagnets"
      Phys. Rev. B 81, 140409(R)-1-4 (2010).
    4. D. Tomono, T. Kawamata, Y. Hirayama, M. Iwasaki, I. Watanabe, K. Ishida, and T. Matsuzaki, " Progress in Development of New μSR Spectrometer at RIKEN-RAL"
      J. Physics: Conference Series 225, 012056-1-4 (2010).
    5. I. Watanabe, Y. Ishii, T. Kawamata, T. Suzuki, F.L. Pratt, R. Done, M. Chowdhury, C. Goodway, J. Dreyer, C. Smith, and M. Southern,
      "Development of A Gas-Pressurized High-Pressure μSR Setup at the RIKEN-RAL Muon Facility"
      Physica B 404, 993-995 (2009)
    6. P. Strasser, A. Taniguchi, T. Matsuzaki, K. Ishida, Y. Matsuda, S. Ohya, M. Iwasaki and K. Nagamine
      "Muon spectroscopy with trace alkaline-earth and rare-earth isotopes implanted in solid D2"
      Hyperfine Interactions 193, 121 (2009)
    7. P. Bakule, O. Sukhorukov, Y. Matsuda, F. L. Pratt, P. Gumplinger, T. Momose, E. Torikai, D. Fleming,
      "Toward the first study of chemical reaction dynamics of Mu with vibrational- state-selected reactants in the gas phase: The Mu+H2*(v=1) reaction by stimulated Raman pumping"
      Physica B 404, 585 (2009)
    8. P. Bakule, Y. Matsuda, Y. Miyake, K. Nagamine, M. Iwasaki, Y. Ikedo, K. Shimomura, P. Strasser, S. Makimura
      "Pulsed source of ultra low energy positive muons for near-surface μSR studies"
      Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 266 (2008) 335-346.
    9. H. Imao, K. Ishida, N. Kawamura, T. Matsuzaki, Y. Matsuda, A. Toyoda, P. Strasser, M. Iwasaki, and K. Nagamine
      "Preparation of ortho-para ratio controlled D2 gas for muon-catalyzed fusion"
      Review of Scientific Instruments 79, 053502 (2008)
    10. H. Imao, K. Ishida, N. Kawamura, T. Matsuzaki, Y. Matsuda, A. Toyoda,P. Strasser, M. Iwasaki, K. Nagamine
      "Density effect in d-d muon-catalyzed fusion with ortho- and para-enriched D2"
      Phys. Lett. B 658 (2008) 120-124.

     

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