2023-03-17 電気通信大学,東京大学 国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構,筑波大学,核融合科学研究所
ポイント
- 世界有数の多価イオン実験装置と宇宙観測用最先端X線検出器との融合による新しい実験
- 原子物理の常識では無偏光であるはずのX線が大きく偏光していることを突き止めた
- 常識を排除した理論解析によりその偏光が特異な量子干渉効果の結果であることが分かった
【概要】
電気通信大学レーザー新世代研究センターの中村信行教授、東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の高橋忠幸教授、宇宙科学研究所の渡辺伸准教授らの実験グループ は、多価イオンが高エネルギー電子を捕獲する際に放出する高エネルギーX線の偏光度を測定し、これまでの原子物理の常識では偏光していないと考えられていたX線遷移が大きく偏光していることを突き止めました。この実験成果は、電気通信大学が所有する世界有数の多価イオン生成・実験装置である電子ビームイオントラップTokyo-EBITと、宇宙科学研究所を中心に宇宙観測のために開発され、本研究のために改良された高エネルギーX線用コンプトン偏光計EBIT-CCという二つの最新鋭装置・技術が融合することで初めて得られたものであり、他の研究機関では成し得なかったものです。
また、筑波大学計算科学研究センターの仝暁民准教授、北京応用物理計算数学研究所の高翔特任研究員、核融合科学研究所の加藤太治准教授の理論グループが行った常識を排除した理論解析により、実験で観測された予期せぬ大きな偏光が、量子干渉効果（量子力学における確率の波同士の干渉）の結果であることが明らかになりました。通常、干渉を起こす二つの波の初期状態は等しい必要がありますが、今回観測された偏光を生じさせたのは、角運動量の異なる二つの波、つまり厳密には異なる初期状態を持つ二つの波が引き起こした特異な干渉効果であることも明らかになりました。
本研究の成果は米科学誌「 Physical Review Letters 」に掲載されました。
図 偏光度の計算と実験結果の比較
論文情報
雑誌名：Physical Review Letters
論文タイトル：Strong Polarization of a J=1/2 to 1/2 Transition Arising from Unexpectedly Large Quantum Interference
著者：Nobuyuki Nakamura, Naoki Numadate, Simpei Oishi, Xiao-Min Tong, Xiang Gao, Daiji Kato, Hirokazu Odaka, Tadayuki Takahashi, Yutaka Tsuzuki, Yuusuke Uchida, Hirofumi Watanabe, Shin Watanabe, and Hiroki Yoneda
DOI番号：10.1103/PhysRevLett.130.113001
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研究内容について
大学共同利用機関法人
自然科学研究機構 核融合科学研究所 ヘリカル研究部
核融合システム研究系
准教授 加藤 太治 （かとう だいじ）
