Deexcitation dynamics of muonic atoms revealed by high-precision spectroscopy of electronic X rays

電子X線の高精度分光法によって明らかにされたミュオン原子の脱励起ダイナミクス

奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I. H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直   ; 早川 亮大*; Hilton, G. C.*; 一戸 悠人*; Indelicato, P.*; 磯部 忠昭*; 神田 聡太郎*; 加藤 太治*; 桂川 美穂*; 河村 成肇*; 木野 康志*; 久保 謙哉*; 峰 海里*; 三宅 康博*; Morgan, K. M.*; 二宮 和彦*; 野田 博文*; O'Neil, G. C.*; 岡田 信二*; 奥津 賢一*; 大澤 崇人  ; Paul, N.*; Reintsema, D.*; Schmidt, D. R.*; 下村 浩一郎*; Strasser, P.*; 須田 博貴*; Swetz, D. S.*; 高橋 忠幸*; 武田 伸一郎*; 竹下 聡史*; 反保 元伸*; 竜野 秀行*; Tong, X. M.*; 上野 恭裕*; Ullom, J. N.*; 渡辺 伸*; 山田 真也*

Okumura, Takuma*; Azuma, Toshiyuki*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I. H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; Hashimoto, Tadashi; Hayakawa, Ryota*; Hilton, G. C.*; Ichinohe, Yuto*; Indelicato, P.*; Isobe, Tadaaki*; Kanda, Sotaro*; Kato, Daiji*; Katsuragawa, Miho*; Kawamura, Naritoshi*; Kino, Yasushi*; Kubo, Kenya*; Mine, Kairi*; Miyake, Yasuhiro*; Morgan, K. M.*; Ninomiya, Kazuhiko*; Noda, Hirofumi*; O'Neil, G. C.*; Okada, Shinji*; Okutsu, Kenichi*; Osawa, Takahito; Paul, N.*; Reintsema, D.*; Schmidt, D. R.*; Shimomura, Koichiro*; Strasser, P.*; Suda, Hirotaka*; Swetz, D. S.*; Takahashi, Tadayuki*; Takeda, Shinichiro*; Takeshita, Soshi*; Tampo, Motonobu*; Tatsuno, Hideyuki*; Tong, X. M.*; Ueno, Yasuhiro*; Ullom, J. N.*; Watanabe, Shin*; Yamada, Shinya*

超伝導遷移エッジ型センサーマイクロカロリメーターを用いて、鉄のミュー原子から放出される電子X線を観測した。FWHMでの5.2eVのエネルギー分解能により、電子特性およびX線の非対称の広いプロファイルを約6keVの超衛星線線とともに観察することができた。このスペクトルは、電子のサイドフィードを伴う、負ミュオンと殻電子による核電荷の時間依存スクリーニングを反映している。シミュレーションによると、このデータは電子殻および殻の正孔生成と、ミュオンカスケードプロセス中のそれらの時間発展を明確に示している。

We observed electronic X rays emitted from muonic iron atoms using a superconducting transition-edge-type sensor microcalorimeter. The energy resolution of 5.2 eV in FWHM allowed us to observe the asymmetric broad profile of the electronic characteristic and X rays together with the hypersatellite X rays around 6 keV. This signature reflects the time-dependent screening of the nuclear charge by the negative muon and the -shell electrons, accompanied by electron side-feeding. Assisted by a simulation, this data clearly reveals the electronic - and -shell hole production and their temporal evolution during the muon cascade process.