ランタノイドイオン結晶のレーザー操作によるニュートリノ質量分光法の開発研究

激光操纵稀土离子晶体中微子质谱的发展研究

基本信息

  • 批准号:
    20H00161
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

今年度は、前年度に製作した Er:YLF 結晶に対して電子スピン共鳴(ESR)実験を行い、ニュートリノ研究にとって重要な結晶中での電子スピンの振舞いの研究を行った。結晶中の Er イオンの4f電子遷移に対し、マクロコヒーレンス増幅機構を利用して、弱いニュートリノ対放出遷移レートの増幅に伴って現れる電子スピン磁化の緩和時間や線幅を測定し、考察を深めておくことが重要である。Er イオン濃度 0.1% 及び 0.01% の結晶(1 x 2 x 3.5 mm)に対して、温度 5~35 K の範囲でESR実験を行った。この温度範囲では明瞭な ESR 信号が観測された。Er は6種類の安定アイソトープが存在するが、唯一核スピンを持つEr-167の超微細構造も観測された。また結晶軸と静磁場との角度をスキャンした ESR 強度スペクトルを取り、1軸結晶中のg因子テンソルパラメータを確認した。各温度における ESR スペクトルの詳細を調べると、15 K 以上ではローレンツ関数型で、10K 以下ではガウス関数型であることが観測された。このことから、15K 以上ではErイオン 4f 電子スピンと結晶格子間の交換相互作用による緩和が支配的で、10K 以下では残留スペクトル幅が存在し、スピン-スピン間の双極子相互作用による緩和が支配的であることが示唆された。以上の取得したデータを総合的に判断すると、温度 5K ではスピン縦緩和時間は 1 ~ 0.1 ms の程度であり、横緩和時間に関しては Li-6, 7 とEr 間のスピン-スピン相互作用に依るものであると推定される。以上の結果から、ニュートリノ研究を進めるにあたって、最低ラインの緩和時間があることが認められたが、Li 元素のアイソトープ純化によってより線幅の狭い系が実現できそうだとの期待が持てる。また、Er:YSO 中の超放射実験の理解も進めた。
This year's production of Er:YLF crystals for electron resonance (ESR) research is important. It is important to determine and conduct in-depth investigations on the relaxation time and amplitude of the magnetization of electronic sensors that occur due to the 4f electron migration of Er ions in crystals, the use of the micro-channel amplification mechanism, and the weak neutral-ion emission amplification mechanism to increase the emission migration rate. The ESR of crystals (1 x 2 x 3.5 mm) with Er concentration of 0.1% and 0.01% is suitable for temperature range of 5~35 K. The temperature range of the ESR signal is measured. Er-167 has been tested for its ultra-fine structure. The angle of static magnetic field of crystal axis is determined by ESR intensity, and the g factor of crystal axis is determined by ESR intensity. The temperature of the ESR is adjusted in detail. Above 15 K, the ESR is adjusted in detail. Below 10K, the ESR is adjusted in detail. Above 15K, there is a relaxation in the exchange interaction between crystal lattices, below 10K, there is a relaxation in the dipole interaction between crystal lattices. Based on the above acquisition data, it can be judged that the sensor-to-sensor relaxation time is approximately 1 to 0.1 ms at a temperature of 5K, and the sensor-to-sensor interaction between Li-6, 7 and Er can be inferred based on the sensor-to-sensor relaxation time. The above results show that the minimum time of relaxation of Li element in the purification of Li element has been achieved.また、Er:YSO 中の超放射実験の理解も进めた。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
崩壊現象における指数法則からのずれ - アルファ崩壊と人工原子 -
衰变现象中幂律的偏差 - 阿尔法衰变和人造原子 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kouki Nakamura;Takahiro Miyoshi;Chiho Nonaka;Hiroyuki R. Takahashi;吉見彰洋
  • 通讯作者:
    吉見彰洋
磁化測定に基づくニュートリノ質量分光
基于磁化强度测量的中微子质谱分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    原秀明
  • 通讯作者:
    原秀明
ニュートリノ研究のための超放射実験
中微子研究的超辐射实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Junguang Xiang;Shinjiro Takeda;Yunhan Cai;Qinghong Cao;Hiroshi Tanabe;Yasushi Ono;吉見彰洋
  • 通讯作者:
    吉見彰洋
Quantum dots as a probe of fundamental physics: deviation from exponential decay law
量子点作为基础物理的探针:偏离指数衰减定律
  • DOI:
    10.1140/epjd/s10053-022-00437-z
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yoshimi Akihiro;Tanaka Minoru;Yoshimura Motohiko
  • 通讯作者:
    Yoshimura Motohiko
ランタノイド系ドープ結晶を利用したニュートリノ質量分光
使用镧系元素掺杂晶体的中微子质谱分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Nagasawa;T. Minami;S. Watanabe;T. Takahashi;吉見彰洋
  • 通讯作者:
    吉見彰洋
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    $ 26.46万
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    $ 26.46万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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    15550055
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 26.46万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    11166259
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 26.46万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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  • 批准号:
    06740558
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 26.46万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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