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Spin conversion reaction of spin-correlated ${it ortho}$-positronium and radical in liquids

液体中で起こるスピン相関のあるオルト-ポジトロニウムとラジカルのスピン交換反応

平出 哲也 

Hirade, Tetsuya

絶縁材料中に入射された陽電子は、そのトラック末端で自らイオン化を起こし、過剰電子とラジカルが形成する。この過剰電子と入射陽電子がポジトロニウムを形成すると、ポジトロニウム中の電子とラジカル中の不対電子がスピン相関を持つことになる。このスピン相関を利用することで、ラジカルの超微細結合定数に依存した量子ビート現象がポジトロニウムとのスピン交換反応に現れ、また、スピン相関のあるラジカルとその他のラジカルをポジトロニウムをプローブとする反応で見分けることができる。水中ではOHラジカルの挙動を、室温イオン液体中ではカチオンラジカルの状態などについて研究を行うことができる。

The positrons injected in insulating materials make ionization at the end part of the track, forming excess electrons and radicals. When one of the excess electrons and the incident positron form positronium, the electron in the positronium and the unpaired electron in the radical have a spin correlation. By using this spin correlation, a quantum beat phenomenon that depends on the hyperfine coupling constant of the radical appears in the spin conversion reaction with the positronium. The spin-correlated radical and other radicals can be distinguished by a reaction using the positronium as a probe. It is possible to study the behavior of OH radicals in water and the state of cation radicals in room temperature ionic liquids.

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