2023年3月17日

概要

電気通信大学レーザー新世代研究センターの中村信行教授、東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の高橋忠幸教授、宇宙科学研究所の渡辺伸准教授らの実験グループは、多価イオンが高エネルギー電子を捕獲する際に放出する高エネルギーX 線の偏光度を測定し、これまでの原子物理の常識では偏光していないと考えられていた X 線遷移が大きく偏光していることを突き止めました。この実験成果は、電気通信大学が所有する世界有数の多価イオン生成・実験装置である電子ビームイオントラップ Tokyo-EBIT[1]と、宇宙科学研究所を中心に宇宙観測のために開発され、本研究のために改良された高エネルギーX 線用コンプトン偏光計 EBIT-CC[2]という二つの最新鋭装置・技術が融合することで初めて得られたものであり、他の研究機関では成し得なかったものです。

また、筑波大学計算科学研究センターの仝暁民准教授、北京応用物理計算数学研究所の高翔特任研究員、核融合科学研究所の加藤太治准教授の理論グループが行った常識を排除した理論解析により、実験で観測された予期せぬ大きな偏光が、量子干渉効果(量子力学における確率の波同士の干渉)の結果であることが明らかになりました。通常、干渉を起こす二つの波の初期状態は等しい必要がありますが、今回観測された偏光を生じさせたのは、角運動量の異なる二つの波、つまり厳密には異なる初期状態を持つ二つの波が引き起こした特異な干渉効果であることも明らかになりました。

本研究の成果は米科学誌「Physical Review Letters」に掲載されました。