高周波イオンビームガイドを用いた新しい線形イオントラップへの入射・捕獲機構の研究

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イオントラップというイオンを電磁的に閉じ込める装置を用いたレーザー分光法により、「イオン1個」で超精密な原子分光が可能となった。我々は、この技術を不安定核へ応用しその超微細構造の精密分光から、原子核の電磁モーメントおよびその核内での分布についての系統的研究を目指している。このプロジェクトの鍵となる技術の1つは、不安定核イオンをいかに効率よくイオントラップ中に捕獲するかである。本研究において、新しい方式の閉じ込め場をつくる線形のイオントラップを発明した。これは、先に開発したRF多重極場によるビームガイド(SPIG)に、静電圧をかけたリング電極を被せることのみによって軸方向の閉じ込め場をつくるものである。この方式によれば、上流のイオンガイド(これは、反跳核分離器からの高エネルギービームを止めるために使用している)および下流に設置する予定の分光用イオントラップとの整合性が極めて良いばかりでなく、ガス冷却法と併せることによって、連続ビームの蓄積捕獲が可能となる。予備的な試験の結果、イオンガイドからの2nAの連続ビームを5ms捕獲・蓄積した後、20cmほどさらにSPIG中を飛ばし、5^*10^6のイオンバンチとしてとりだすことに成功した。トラップ効果として約8%が得られたことになる。一旦バンチにできれば、超高真空中のトラップでも同期式捕獲によって用意にトラップできるはずである。