大きなビームアクセプタンスをもつ中性子共鳴スピンフリッパーの開発
【研究分野】量子ビーム科学
【研究キーワード】
偏極中性子 / 磁気共鳴 / スピンフリッパー / 量子状態操作 / 中性子スピンエコー法 / パルス中性子 / MIEZE / 中性子 / スピン偏極中性子 / ラーモア歳差 / RF磁場 / スピンエコー / 量子ビーム / 中性子スピンフリッパー
【研究成果の概要】
静磁場と高周波振動磁場による磁気共鳴を利用して，中性子のスピン状態を制御するデバイスは共鳴スピンフリッパーと呼ばれ，中性子スピンを利用した様々な測定手法の精度を決定づけるキーデバイスである．静磁場の空間分布と中性子ラーモア歳差角の分布幅の対応を調査するため，中性子の軌跡に沿った磁場積分を計算するコードを作成した．
共鳴スピンフリッパーによってつくられる，エネルギー差のある中性子重ね合わせ状態を偏極解析することで，中性子強度の時間振動が観測できる．磁場センシングへの応用を目指して，フリッパー間に存在する磁場の影響によって生じる振動数シフト量を観測し，計算値と精度よく一致することが示された．
【研究の社会的意義】
共鳴スピンフリッパーは，スピン偏極中性子を利用した様々な測定手法におけるキーデバイスであり，そのビームアクセプタンスを改善するための研究開発は，中性子分光法の高度化や新手法の開発のために重要である．
共鳴スピンフリッパーの応用の一つとして，磁気センシングへの応用を目指した時間振動型スピンエコー分光法に関する実験を行った．強さを変えた磁場によってシフトした振動数を測定し，実験結果が理論的な予想と精度よく一致することがわかった．これにより，時間振動型スピンエコーシグナルの振動数シフトが，ダイナミックレンジ可変な磁場の定量手段として応用できる可能性を示すことができた．
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)