原子物理と検出器物理の融合による高エネルギー光子の量子反応過程の解明

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研究成果は主に以下の三点である。第一に、コンプトンカメラ (CC) と電子ビームイオントラップ (EBIT) を使用して、多価クリプトン (Kr) イオンからの放射性再結合X線の偏光測定実験を遂行した。 実験の際、CCを軸方向に回転させることにより、方位角に対する検出器応答の偏位を評価した。 これは我々が目的とする二電子性再結合X線の偏光測定における系統誤差評価に必要であった。 さらに、多価ビスマス (Bi) イオンからの二電子性再結合X線の測定データを解析し、偏光度の導出に道筋をつけた。第二に、CCを用いた放射線源の可視化および放射点の位置決定のために、ベイズ統計学に基づく新たな手法を開発した。 これは本来の研究計画には陽に含まれていなかったが、上述の偏光測定実験のためのCCの精密な位置較正手法について研究を進めた結果、新手法の発見に至ったものである。 新手法の特長として、放射点の位置を従来手法よりも精度よく、かつ誤差つきで導出可能であることが挙げられる。第三に、CCを原子物理学以外の分野に展開し、原子核からのガンマ線偏光測定実験を遂行した。 これも本来の研究計画には含まれていなかったものであるが、CCの偏光測定性能が事前の予想を超える高さであることが判明したため、原子核分野の研究者との共同研究に至ったものである。 実験には線形加速器を利用し、生成した陽子ビームを鉄標的に照射することでガンマ線を発生させた。以上の成果は、研究代表者の博士論文にて一部を除き発表された。 また、2023年時点で未発表の部分についても2028年までに発表予定である。