Research

0度電子分光

薄膜透過中の原子の状態を探る 高速イオンを炭素薄膜に入射し、前方(0度方向)に出てくる電子のエネルギー分析を行います。 これにより、入射したイオンと同速のエネルギーを持つコンボイ電子、薄膜を透過したことによって生成される 励起原子からの自動電離にともなうコスタークロニッヒ遷移、また、内殻励起に伴うオージェ電子を観測します。 これらの電子のスペクトルを測定することによって、薄膜中を透過している高速イオンの状態についての知見を得ます。 実験は主に原子力科学研究所のタンデム加速器を用いて行っています。

高速クラスター照射による非線形効果

広がり(大きさ)を持ったイオンビームによって引き起こされる特殊な現象 分子イオンを高速に加速して物質に照射すると、複数の原子を数10オングストローム程度のごく狭い領域にほぼ同時(fs程度)に 入射させることができます。つまり、単原子イオンでは決して実現できない、広がりをもったイオンビームを作製することができます。 この、広がりをもったイオンビームの照射によって引き起こされる特徴的な現象の発見とその機構の解明を目指しています。 実験は筑波大学研究基盤総合センターの1MVタンデトロン加速器を主に使っています。

加速器を用いた宇宙線シミュレーション

宇宙線によって引き起こされる大気化学の実験的研究 地球上の大気には常に宇宙線が降り注いでいます。宇宙線によって引き起こされる大気中での化学反応の解明は 地球の過去の気候を明らかにする上でとても注目されています。本研究室では、これらの大気化学反応について 実験室レベルでの解明を目指しています。研究室での実験は多くのパラメータを制御することができ、 多くの自然現象の本質を明らかにする上で欠かせない、観測とは相補的な重要なものであると考えています。 照射実験は筑波大学の6MVタンデトロン加速器を使っています。 理化学研究所、東京工業大学との共同研究です。

静電型イオン蓄積リング

分子の崩壊過程の実験 高速イオンによって、引き起こされる現象を理解するためにはその素課程である分子反応の理解が欠かせません。 本研究室ではタンパク質分子やDNA分子の電子付着による崩壊過程を理解するために静電型イオン蓄積リングを 用いた実験を行っています。 静電型イオン蓄積リング中に高分子イオンを周回させておき、これに電子ビームを合流させることによって 電子付着とそれによる崩壊のレートを測定します。 装置は高エネルギー加速器研究開発機構に設置してあります。 産総研、京都大学、KEKとの共同研究です。

STJを用いた質量分析技術の開発

超伝導をつかった新しい検出器 高速イオンによって引き起こされる色々な現象の実験には新しい検出器の利用も欠かせません。 本研究室では産業技術総合研究所によって開発された超伝導検出器を種々の実験に応用することを 考えています。STJ(Superconducting tunnel junction)を用いた検出器では~keV程度の粒子の運動エネルギーを 測定できます。従来の半導体を用いた検出器のおよそ100分の1程度のエネルギーを測定できる固体検出器として 大きな期待を集めています。

STJを用いたマイクロビームPIXEの開発

高速イオンを照射したことによって標的物質から放出されるX線を計測し、これから標的を構成する元素密度を 測定するのがPIXE(Particle induced X-ray emission)という分析法です。本研究室では産総研や研究基盤総合センター応用加速器部門と協力し、 高速イオンビームのマイクロビーム化、および、X線検出にSTJを利用することによって軽元素の分析を可能にするプロジェクトに参加しています。