2013S2-005
ポジトロニウム負イオン光脱離実験の新展開とエネルギー可変ポジトロニウムビームの応用

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●基本情報
　●実験責任者：長嶋　泰之（東京理科大学）
　●課題有効期間：2013/10〜2016/9
　●実験ステーション：低速陽電子
　●関連課題：2010S2-003（ポジトロニウム負イオンのレーザー分光とその応用）

●課題の概要
　申請者らは2009年度からの共同利用実験「ポジトロニウム負イオンのレーザー分光」（G課題、課題番号2009G066）、および2010年度からの共同利用実験「ポジトロニウム負イオンのレーザー分光とその応用」（S2課題、課題番号2010S2-003）を行ってきた。これらの研究の中で、陽電子１個と電子２個の束縛状態であるポジトロニウム負イオンにレーザー光を照射して光脱離を引き起こすことに世界で初めて成功した(K. Michishio et al., Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 153401)。さらに、ポジトロニウム負イオンを加速した後にレーザー光を照射して光脱離させて、エネルギー可変ポジトロニウムビームを生成することにも成功した(K. Michishio et al., Appl. Phys. Lett. 100 (2012) 254102)。本研究課題ではこれらの成果を発展させる研究を行う。具体的には、ポジトロニウム負イオン光脱離において理論的に予測される共鳴を観測すること、およびエネルギー可変ポジトロニウムビームを絶縁体表面にすれすれの角度で入射し、表面での反射を観測したり回折像を取得する実験を行う。
　共鳴の観測では、アルカリ金属を蒸着した金属表面から放出されるポジトロニウム負イオンを電場で加速した後に色素レーザーからの光子を照射し、得られるポジトロニウムの生成量のレーザー波長依存性を調べる。これによって共鳴を世界で初めて観測すると同時に、共鳴エネルギーの高精度な値が得られ、すでに行われている精密計算との比較が可能となる。
　エネルギー可変ポジトロニウムビームの応用実験では、ポジトロニウム負イオンを電場で加速した後にNd:YAGレーザーからの光子を照射し、得られるエネルギー可変ポジトロニウムビームを絶縁体表面にすれすれの角度で入射して、表面で反射する様子を調べる。さらに、回折したポジトロニウムが干渉する様子を調べる。すなわち、反射高速電子線回折 (RHEED)、あるいは反射高速陽電子線回折 (RHEPD) を、電子や陽電子の代わりにポジトロニウムを用いて取得する。この手法が確立すれば、ポジトロニウムが電気的に中性であることと物質への親和力が負である特徴を生かして、絶縁体表面や磁性体表面の第一層の結構構造の解析が可能になると考えられる。

●成果発表
　●論文


　●PF Activity Report

　●PFシンポジウム

●その他