低温ヘリウム気体中でのアルカリ原子のスピン関連基礎物理研究への応用

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今年度は主に、低温ヘリウム気体中において、軽いアルカリ金属原子(Li,Na,K)とヘリウム原子が構成する励起分子(exciplex)の分光研究を行った。このアルカリ金属-ヘリウム原子系は原子物理学研究において典型的に用いられる系でありながら、その引力相互作用の弱さのためにその分子の分光研究はあまり進められていなかった。本研究では低温ヘリウム気体を用いる方法により、用いた検出器の有感度領域(波数>6300cm^<-1>)において発光するすべてのexciplexを観測することができた。アルカリ金属原子の特徴として、重いアルカリ金属原子ほど励起状態におけるスピン-軌道相互作用が大きいという点が挙げられる。また、アルカリ金属-ヘリウムexciplexは引力相互作用とスピン-軌道相互作用が同程度の大きさであるという興味深い性質がある。昨年度では重いアルカリ金属原子(Cs,Rb)のexciplexについて研究を行い、スピン-軌道相互作用に起因するポテンシャル障壁がexciplex形成・成長プロセスのいくつかを阻害していると考えられることを示した。今年度の研究では軽いアルカリ金属原子について調べることで、その説明が正しいことを確かめた。その他に、偏極アルカリ金属原子を用いた研究を行うための非磁性クライオスタット系を作成したが、装置の製作・修繕に予定以上の時間がかかり、目立った研究成果は得られなかった。研究成果は1回の国内学会のシンポジウム公演、2本の論文投稿(ともにPhys.Rev.Aに掲載)を通じて公表した。