反水素原子の超微細構造の精密分光

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現在、「反水素の閉じ込め」を目下の目標とし、世界の研究グループによる熾烈な競争が繰り広げられている。昨年度までに、反陽子を従来の100倍多く蓄積する事に成功し、また、反水素閉じ込めに有用な多くの特性を持つ「カスプトラップ」の開発も順調に進め、他グループに先駆けている。しかし、もう一方の原料、陽電子源については開発が進んでおらず、カスプトラップに互換な陽電子源の研究・開発は急務であった。また、不均一カスプ型磁場の中で荷電「反」粒子が安定に閉じこまるかは自明でなく、その検証は大きな課題であった。本年度、陽電子源を開発し、反陽子との混合を含む本実験までを実現した。陽電子蓄積方式として、比較的手法の確立した窒素ガスバッファ方式を採用し、開発を進めた。それでも陽電子源の開発には数年を要するものであり、早期開発で特にポイントとなったのは以下の2点であった。(1)全てを超伝導ソレノイドの高磁場中にコンパクトに収める(2)超高精度マルチリングトラップ製作法の確立僅か数ヶ月の装置・実験条件の調整によって、10secで10^5個もの陽電子の蓄積に成功している。500Gコイルを3つ使用した、磁気輸送ラインを通してカスプトラップへほぼ100%の輸送にも成功した。非常に限られた時間の中、カスプ磁場中に反水素の原材料、反陽子と陽電子、を同時に閉じ込める事に世界で初めて成功し、反水素分光実験に向け、重要な一里塚を築いた。