岩崎先端中間子研究室

有限の寿命がある粒子群(ミュオン、π中間子、K中間子など)は物質中に安定に存在しません。これらの粒子を原子核や物質中に導入することで、様々な対象を新しい観点から研究することができます。たとえば、組成にストレンジクォークを持つ K 中間子を原子核中に埋め込むと原子核自体のサイズが小さくなり密度が大きくなると考えられており、物質の質量の起源や原子核中でのクォーク自由度について知見を得るために、実際にこのような原子核を生成する実験を進めています。同様の研究は、π中間子を大きな原子に束縛させることでも別の角度から研究できるため、精密分光から相補的なデータが得られます。他にも、ハイパー核と呼ばれるラムダ粒子が原子核に埋め込まれた状態の崩壊から、通常は見る事の出来ない原子核中の弱い相互作用を研究する事が出来ます。ミュオンはさらにバラエティ豊かな物理を提供します。正電荷ミュオンを物質中に静止させると、ミュオンが静止した場所での磁性、周囲のスピンの状態についての情報を得ることが出来ます(ミュオンスピン緩和法)。また、負電荷ミュオンを重水素とトリチウムの混合系に打ち込むと、ミュオンが周りの原子を引き寄せる事により、d-t 核融合が起こるという驚くべき現象を起こす事が分かっています。重イオンビームを利用したインビーム・メスバウアー分光法は、ミュオンスピン緩和法の相補的知見を与えます。超交換相互作用を応用したこの手法は、物質中の極微量原子の化学状態や動的性質をより深く理解する上で有用な手法です。理論研究では、量子ホール効果の研究から、行列模型等を通じての弦理論の研究までを行います。以上から分かるように、我々の研究では、原子核・物質に対して異質なものを導入することにより、新しい状態や現象を発生させたり、原子核や物質自身の性質を研究するものです。

研究テーマ

• 原子核内における中間子の性質の研究
• 質量の起源および核内クォーク自由度の研究
• ミュオンスピン緩和法およびメスバウアー分光法による物質科学研究
• ミュオン触媒核融合、超冷ミュオンビームなどによる素粒子原子核研究
• 弦理論の非摂動的側面

主要論文

1. M. Iwasaki, H. Bhang, J. Chiba, Choi Seonho, Y. Fukuda, T. Hanaki, R.S. Hayano, M. Iio, T. Ishikawa, S. Ishimoto, T. Ishiwatari, K. Itahashi, M. Iwai, P. Kienle, J.H. Kim, Y. Matsuda, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, M. Sato, S. Suzuki, T. Suzuki, D. Tomono.:
   "Search for strange tribaryon states in the inclusive He-4 (K-(stopped), p) reaction"
   Nucl. Phys. A804, 186-196 (2008)
2. S. Okada, G. Beer, H. Bhang, M. Cargnelli, J. Chiba, Seonho Choi, C. Curceanu, Y. Fukuda, T. Hanaki, R.S. Hayano, M. Iio, T. Ishikawa, S. Ishimoto, T. Ishiwatari, K. Itahashi, M. Iwai, M. Iwasaki, B. Juhasz, P. Kienle, J. Marton, Y. Matsuda, H. Ohnishi, H.:
   "Precision measurement of the 3d ---> 2p x-ray energy in kaonic He-4"
   Physics Letters B 653, 387-391 (2007).
3. T. Suzuki, H. Bhang, J. Chiba, S. Choi, Y. Fukuda, T. Hanaki, R. S. Hayano, M. Iio, T. Ishikawa, S. Ishimoto, T. Ishiwatari, K. Itahashi, M. Iwai, M. Iwasaki, P. Kienle, J. H. Kim, Y. Matsuda, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, M. Sato, S. Suzuki, D. Tomono.:
   "Lambda d correlation from He-4(stopped K-, d) reaction"
   Physicl Review C76, 068202 (2007)
4. Y. Tanabe, T. Adachi, K. Suzuki, Y. Koike, T. Kawamata1, Risdiana, T. Suzuki1, and I. Watanabe.:
   "Similarity between Ni- and Zn-Impurity Effects on the Superconductivity and Cu-spin Correlation in La-214 High-TC Cuprates: Review Based on the Hole Trapping by Ni"
   Phys. Rev. B 83, 144521-1-6 (2011)
5. F.L. Pratt, P.J. Baker, S.J. Blundell, T. Lancaster, S. Ohira-Kawamura, C. Baines, Y. Shimizu, K. Kanoda, and I. Watanabe.:
   "Magnatic-Field-Induced Quantum-Phase-Transition in the Spin-Liquid Phase of a Frustrated Magnet"
   Nature 471, 612-616 (2011)
6. T. Lancaster, F.L. Pratt, S.J. Blundell, A.J. Steele, P.J. Baker, J.D. Wright, I. Watanabe, R.S. Fishman, and J.S. Miller.:
   "Local Magnetism in the Molecule-Based Metamagnet [Ru2(O2CMe)4]3[Cr(CN)6] Probed with Implanted Muons"
   Phys. Rev. B 84, 092405-1-4 (2011)
7. Imao, H., Ishida, K., Kawamura, N., Matsuzaki, T., Matsuda, Y., Toyoda, A., Strasser, P., Iwasaki, M. and Nagamine, K.:
   "Density effect in d-d muon-catalyzed fusion with ortho- and para-enriched D2"
   Phys. Lett. B 658, 120-124 (2008)
8. Nagatomo, T., Kobayashi, Y., Kubo, M. K., Yamada, Y., Mihara, M., Sato, W., Miyazaki, J., Sato, S., and Kitagawa, A.:
   "Remarkable improvement of signal-to-noise ratio of 57Mn in-beam Mössbauer spectroscopy"
   Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 269 (2011) 455-459.
9. Bakule, P., Matsuda, Y., Miyake, Y., Nagamine, K., Iwasaki, M., Ikedo, Y., Shimomura, K., Strasser, P., and Makimura, S.:
   "Pulsed source of ultra low energy positive muons for near-surface mSR studies"
   Nuclear Instruments and Methods in Physical Research B 266, 335-346 (2008)
10. M. Hanada, M. Hayakawa, N. Ishibashi, H. Kawai, T. Kuroki, Y. Matsuo, T. Tada.:
    "Loops versus Matrices - The nonperturbative aspects of noncritical string"
    Prog.Theor.Phys. 112 (2004) 131-181