【研究領域課題番号】19H01907 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

素粒子物理実験 / 真空 / 量子電磁気学 / 自由電子レーザー / 素粒子実験 / レーザー

【研究成果の概要】

「真空」に潜む構造(量子電磁気学の場、未発見粒子の場など)を明らかにするために、2種類の方法で研究をおこなっている。
1つ目は、大強度フェムト秒赤外レーザーによって真空をポンプし、X線自由電子レーザー(SACLA)の硬X線にてプローブをおこなう方法である。2019年6月にSACLAにて実験 (0.6TW fs レーザーでポンプ、8.4keV X線でプローブ)をおこない、データを取得した。このデータの解析を進め、時間的、空間的な衝突を保証することができた。衝突の結果についてほぼ確定したところである。このため、査読付き学術誌に投稿するための準備を進めている。また、500TWのフェムト秒赤外レーザーへのアップグレードをにらみ、バックグラウンドなどの排除方法などを検討した。特に、X線の偏光の利用はS/Nを大きく向上させると考えられる。
2つ目の手法は、SACLAの軟X線のレーザーをX線のビームラインまで導き、両者を衝突させる方法である。ビームラインの基礎設計を進めつつ、衝突後のシグナルの計算をおこなった。これに基づき、衝突点のチェンバーを設計、作成している。チェンバーに関しては、低温検出器の使用も視野に入れ、冷凍機が取り付けられる構造とした。また、データを取得するための高速、高分解能のデジタイザーを導入した。
この他にも、硬X線を分岐して衝突させる方法も検討した。この場合、重心系エネルギーが上げられるために、散乱断面積は有利となるが、分岐、方向変換時のロスが問題となることがわかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】26400328 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

磁気光学効果 / 軟X線 / 自由電子レーザー / 磁性体 / スピンダイナミクス / カー効果 / 共鳴磁気光学カー効果 / スピントロニクス / 高次高調波レーザー / 磁気光学 / 磁性 / レーザー / 放射光

【研究成果の概要】

物質の磁性情報を取得できる磁気光学カー効果(MOKE)について、プローブ光の波長を吸収端に合わせるとカー回転角が通常の可視光測定に比べて何10倍も大きくなることを我々は発見した(共鳴磁気光学カー効果, 共鳴MOKE)。この方法は元素選択性や大きな磁性信号、そして超高速時間分解測定の可能性が高いことから、本研究では分析法としての技術開発を行った。その結果、自由電子レーザーなどの次世代超短パルス軟X線源と組み合わせることで、化合物磁性体の超高速スピンダイナミクスを元素選択的に追跡するができ、さらに厚さ< 1nmのFe超薄膜を含むヘテロ構造体におけるFe スピンのフェムト秒時間分解測定に成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)