酸化窒素におけるミュオン特性エックス線構造の圧力依存

Pressure dependence of muonic X-ray structures for dinitrogen oxide gas samples

二宮 和彦; 伊藤 孝   ; 髭本 亘  ; Strasser, P.*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*; 三宅 康博*; 三浦 太一*; 喜多 真琴*; 篠原 厚*; 長友 傑*; 久保 謙哉*

Ninomiya, Kazuhiko; Ito, Takashi; Higemoto, Wataru; Strasser, P.*; Kawamura, Naritoshi*; Shimomura, Koichiro*; Miyake, Yasuhiro*; Miura, Taichi*; Kita, Makoto*; Shinohara, Atsushi*; Nagatomo, Takashi*; Kubo, Kenya*

電子の代わりに一つ負ミュオンが原子核の周りに軌道を作っている原子をミュオン原子と呼ぶ。負ミュオンが物質中に停止すると、負ミュオンは原子核のクーロン場に捕らわれ、ミュオン原子を形成し、負ミュオンの脱励起に伴いミュオン特性エックス線の放出を起こす。このときKa線とKb線の比率など、ミュオン特性エックス線の構造はミュオン原子の状態(分子効果)とミュオン原子の衝突に由来する物質の密度(圧力効果)によって大きく変化することが知られている。本研究グループでは酸化窒素類を測定試料として、ミュオン原子形成における分子効果の検討を行っている。本研究ではJ-PARCミュオン施設において、一酸化二窒素気体について、さまざまな気体圧力でミュオン特性エックス線のスペクトルの測定を行い、ミュオン原子形成における圧力効果を無視できる条件の探索を行った。結果、試料の圧力が0.2気圧以下において圧力効果が無視できることを見いだした。これより予想されるミュオン原子の運動エネルギーに関しても議論を行う。

A muonic atom is an atomic system that has one negatively charged muon instead of an electron. There are many studies related to the formation process of muonic atom by measuring muon characteristic X-rays. It is known that muon characteristic X-ray intensities are influenced by the density of the sample itself. However, most of previous studies did not consider this effect. In this study, we measured muon characteristic X-rays for dinitrogen mono-oxide with 0.1-1.0 atm. The same muonic X-ray intensities were obtained below 0.2 atm condition. This result means the density effect is neglectable below 0.2 atm for dinitrogen mono-oxide gas.