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論文

Effects of one-dimensional migration of self-interstitial atom clusters on the decreasing behaviour of their number density in electron-irradiated $$alpha$$-iron

阿部 陽介; 佐藤 裕樹*; 橋本 直幸*; 大貫 惣明*

Philosophical Magazine, 100(1), p.110 - 125, 2020/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

超高圧電子顕微鏡(HVEM)を用いた電子照射下その場観察実験により、純鉄における格子間原子集合体の数密度は照射初期にピークに達し、その後連続的に減少することが明らかになった。HVEMその場観察実験では薄膜試料が用いられるため、格子間原子集合体は一次元(1D)運動により表面で消失することが考えられる。そこで本研究では、実験で明らかになった格子間原子集合体の1D運動機構に基づく解析モデルを導出し、格子間原子集合体の1D運動が数密度減少に及ぼす影響を調べた。その結果、残留不純物に捕獲され静止状態にある格子間原子集合体は、電子照射による弾き出しが引き金となって1D運動を生じ、残留不純物への再捕獲を免れた割合だけ表面消失を生じ、それにより数密度が連続的に減少することが示された。残留不純物への捕獲確率はランダムウォーク理論を用いて評価することができ、用いた薄膜試料における残留不純物濃度と同程度の場合に、実験で観察された格子間原子集合体の数密度の減少挙動をよく再現することが示された。

論文

Results of $$bar{K}NN$$ search via the $$(K^-, n)$$ reaction at J-PARC

山我 拓巳*; 橋本 直; 谷田 聖; 他66名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 26, p.023008_1 - 023008_6, 2019/11

There is a long-standing argument of the existence of kaonic nucleus, which is a bound state of anti-kaon and nucleus. Theoretically, its existence is strongly supported, however its binding energy and width have not been established yet. It is strongly desired to have an experiment to investigate the simplest kaonic nucleus, so-called $$K^-pp$$ bound state. We performed an experiment to search for $$K^-pp$$ via the in-flight $$(K^-, n)$$ reaction at J-PARC. By studying $$Lambda p$$ invariant mass spectrum in the $$Lambda pn$$ final state and its dependence on momentum transfer of $$K^{-}N to bar{K}N$$, we observed a resonant state located below $$M_{K^{-}pp}$$. The mass and width of this resonant state are $$2324 pm 3(textit{stat}.)_{-3}^{+6}(textit{syst}.)$$ MeV/$$c^2$$, and $$115 pm 7(textit{stat}.)_{-20}^{+10}(textit{syst}.)$$ MeV, respectively, which can be naturally interpreted as a theoretically predicted $$K^-pp$$ bound state.

論文

$$Lambda(1405)$$ spectroscopy via the in-flight $$d(K^-, n)$$ reaction at the J-PARC K1.8BR

川崎 新吾*; 橋本 直; 谷田 聖; 他72名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 26, p.022009_1 - 022009_5, 2019/11

The spectral shape of the $$Lambda(1405)$$ baryon was measured via the in-flight $$d(K^-, n)$$ reaction at the J-PARC K1.8BR beam-line (J-PARC E31). The second E31 physics run was carried out in January and February, 2018. Approximately $$3.9 times 10^{10}$$ kaons were irradiated on the deuteron target. The missing mass spectrum for the $$d(K^-, n)$$ where the residual final-state particles were $$Sigma^0$$ and $$pi^0$$ ($$d(K^-, n)$$"$$Sigma^0pi^0$$" spectrum) was measured for the first time.

論文

Spectroscopic study of the $$Lambda$$(1405) resonance via the $$d(K^-, n)$$ reaction at J-PARC

浅野 秀光*; 橋本 直; 谷田 聖; 他72名*

AIP Conference Proceedings 2130, p.040018_1 - 040018_6, 2019/07

The structure of the $$Lambda(1405)$$ hyperon is an important and long-standing issue related to the $$bar{K}$$-nucleus interaction. The J-PARC E31 experiment has been performed to investigate the $$Lambda(1405)$$ spectrum shape. Because it is hard to form the $$Lambda(1405)$$ directly by a $$bar{K}N$$ scattering in free space, E31 uses the $$d(K^-, n)$$ reaction with an incident kaon momentum of 1 GeV/$$c$$. We will identify three final states - $$Sigma^-pi^+$$, $$Sigma^+pi^-$$, $$Sigma^0pi^0$$ so that the isospin structure of hyperon resonance states produced can be decomposed. The first physics run of the E31 experiment was performed in 2016. To enhance the statistics of the data set, we have performed the second physics run in the beginning of 2018. During the second run of E31, around $$3.9 times 10^{10}$$ kaons impacted on the deuteron target.

論文

Experimental study on Cs chemisorption behaviour onto stainless steel at around 873 K

鈴木 恵理子; 高瀨 学; 中島 邦久; 西岡 俊一郎; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*; 逢坂 正彦

Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR 2019) (Internet), 4 Pages, 2019/05

比較的低温域におけるCs化学吸着挙動に係る知見取得のため、873及び973Kにおけるステンレス鋼へのCs化学吸着試験を行い、Cs化学吸着生成物及び反応速度定数等を調査した。その結果、873Kではセシウムフェレートが、973Kではセシウムフェレート及びセシウムシリケートが生成した。また、873$$sim$$973Kにおける反応速度定数は、比較的高温域における反応速度定数とは異なる温度依存性を示すことが分かった。これらの結果から、低温域におけるCs化学吸着モデルを新たに構築する必要があることが示された。

論文

"$$K^-pp$$", a $$bar K$$-meson nuclear bound state, observed in $$^3$$He($$K^-,Lambda p)n$$ reactions

橋本 直; 谷田 聖; 他67名*

Physics Letters B, 789, p.620 - 625, 2019/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:1.92(Astronomy & Astrophysics)

$$^{3}{rm He}(K^-, , Lambda p)n$$における$$Lambda p$$不変質量分布において$$m_K + 2m_p$$、つまり$$K^-$$が2つの陽子に束縛する質量閾値以下に顕著なピークを観測した。$$q$$ = 350$$sim$$650MeV/$$c$$という比較的大きな運動量移行領域を選ぶことで、準弾性散乱($$overline{K}N rightarrow overline{K}N$$)に続いて残りの2各紙に吸収される反応($$overline{K}NN rightarrow Lambda N$$)をはっきり分離することができる。観測したピークの単純なフィットによってBreit-Wignerポール位置$$B_{rm {it Kpp}} = 47 pm 3 , (stat.) ,^{+3}_{-6},(sys.)$$ MeV、幅$$Gamma_{rm {it Kpp}} = 115 pm 7 , (stat.),^{+10}_{-20} ,(sys.)$$ MeV、そして$$S$$波ガウス形状因子パラメータ$$Q_{rm {it Kpp}} = 381 pm 14 , (stat.),^{+57}_{-0} ,(sys.)$$MeV/$$c$$という値が"$$K^-pp$$"というストレンジネスを含む新しい原子核束縛システムについて得られた。

論文

Observation of a Be double-Lambda hypernucleus in the J-PARC E07 experiment

江川 弘行; 足利 沙希子; 長谷川 勝一; 橋本 直; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二*; 七村 拓野; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(2), p.021D02_1 - 021D02_11, 2019/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

A double-$$Lambda$$ hypernucleus, $${}_{LambdaLambda}mathrm{Be}$$, was observed by the J-PARC E07 collaborationin nuclear emulsions tagged by the $$(K^{-},K^{+})$$ reaction. This event was interpreted as a production and decay of $$ {}_{LambdaLambda}^{;10}mathrm{Be}$$,$${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$, or $${}_{LambdaLambda}^{;12}mathrm{Be}^{*}$$ via $$Xi^{-}$$ capture in $${}^{16}mathrm{O}$$.By assuming the capture in the atomic 3D state, the binding energy of two $$Lambda$$ hyperons$$,$$($$B_{LambdaLambda}$$)of these double-$$Lambda$$ hypernuclei are obtained to be$$15.05 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, $$19.07 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, and $$13.68 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, respectively. Based on the kinematic fitting, $${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$ is the most likely explanation for the observed event.

論文

Vibrational states of atomic hydrogen in bulk and nanocrystalline palladium studied by neutron spectroscopy

古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; 飯田 一樹*; 中村 充孝; 山室 修*

Physical Review B, 96(5), p.054304_1 - 054304_7, 2017/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:53.19(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子分光法を用いて、バルク及びナノ結晶パラジウム中の水素原子の振動状態を、広いエネルギー領域($$0 le hbar omega le 300$$meV)について調べた。バルクのパラジウム水素化物では、水素の振動励起は量子調和振動子(QHO)で大まかに記述された。一方、直径8nmのナノ結晶パラジウム水素化物では、付加的な振動励起が80meV以上のエネルギー領域に観測された。この付加的な振動励起のエネルギーと強度はQHOでは説明できず、非調和性の強いトランペット型ポテンシャルにおける振動と記述された。この付加的な励起は、表面効果により安定化されたサブ表面(表面下2-3層)の正四面体サイトに配置された水素原子の振動だと考えられる。本研究は、金属ナノ粒子中の水素の振動を明瞭に検知した初めての実験的研究である。

論文

Kaonic-atom X-ray spectroscopy with superconducting microcalorimeters

橋本 直; 谷田 聖; 他45名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.072001_1 - 072001_4, 2017/07

We will measure kaonic helium X-rays using transition-edge-sensor microcalorimeters, TES, in the JPARC hadron experimental facility. To demonstrate the feasibility of the experiment, we performed a measurement of pionic carbon X-rays at PSI, where an excellent FWHM energy resolution of 7 eV at 6.4 keV was achieved. We also evaluated the expected TES performance in the kaon beam at J-PARC. The simulation results show that the TES spectrometer would work with a good energy resolution, and clear peaks of kaonic helium X-rays would be observed on a reasonably suppressed background.

論文

Spectroscopic study of hyperon resonance below $$bar{K}N$$ threshold via the $$d(K^-,n)$$ reaction

井上 謙太郎*; 橋本 直; 谷田 聖; 他69名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.072003_1 - 072003_4, 2017/07

We have taken the data of the $$(K^-,n)$$ reaction on the $$D_2$$ target in May, 2015. In this reaction, it is expected that the $$K^-$$ kicks a neutron and produces the $$Lambda(1405)$$ in a backward angle. We identify the final state of $$K^- d to npi^+pi^-n$$ by detecting the forward neutron, $$pi^+$$ and $$pi^-$$ and obtain the $$d(K^-,n)pi^{mp}Sigma^{pm}$$ spectrum excluded $$K^0$$ and forward-going $$Sigma$$ productions. We observed few hundred events in the region below the $$bar{K}N$$ threshold.

論文

Beamline test of a transition-edge-sensor spectrometer in preparation for kaonic-atom measurements

橋本 直*; 谷田 聖; 他49名*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 27(4), p.2100905_1 - 2100905_5, 2017/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:41.84(Engineering, Electrical & Electronic)

We are developing a new technique to apply transition-edge sensors (TESs) to X-ray spectroscopy of exotic atoms, especially of kaonic atoms. To demonstrate the feasibility of this pioneering project, performance of a TES-based X-ray detector was evaluated in pion- and kaon-beam environments at particle accelerators. We successfully observed X-rays from pionic-carbon atoms with a resolution as good as 7 eV FWHM at 6 keV. Also at a kaon beamline, we confirmed that the TES spectrometer will be able to achieve our resolution goal, 6 eV, in our first scientific campaign to measure X-rays from kaonic-helium atoms.

論文

Spectroscopic experiment of $$Lambda(1405)$$ via the in-flight $$d(K^-, n)$$ reaction at J-PARC K1.8BR

川崎 新吾*; 橋本 直*; 谷田 聖; 他59名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 13, p.020018_1 - 020018_5, 2017/02

Experimental investigation of $$Lambda(1405)$$ via the in-flight $$d(K^-, n)$$ reaction is being performed at the J-PARC K1.8BR beam-line (J-PARC E31). The first E31 physics run was carried out in June, 2016. About $$2.7 times 10^{10}$$ kaons were irradiated on the deuteron target. The missing mass spectra of the $$d(K^-, n)$$"$$Sigma^{ mp }pi^{pm}$$" reactions were measured. The difference between the two spectra was observed clearly, which tells us the existence of the interference term between the isospin $$I$$ = 0 and 1 amplitudes. The missing mass spectrum of the $$d(K^-, p)$$"$$Sigma^0pi^-$$" reaction was also measured, which gives the information on the $$I$$ =1 amplitude. The identification of the $$d(K^-, n)$$"$$Sigma^0pi^0$$" reaction seems successful.

論文

Vacancy effects on one-dimensional migration of interstitial clusters in iron under electron irradiation at low temperatures

佐藤 裕樹*; 阿部 陽介; 阿部 弘亨*; 松川 義孝*; 叶野 翔*; 大貫 惣明*; 橋本 直幸*

Philosophical Magazine, 96(21), p.2219 - 2242, 2016/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.46(Materials Science, Multidisciplinary)

超高圧電子顕微鏡を用いることにより、110$$sim$$300Kの温度範囲で純鉄における格子間原子集合体の一次元(1D)運動の電子照射その場観察を行った。全ての温度において、ほとんどの1D運動は不規則な時間間隔で離散的な位置変化を示した。1D運度頻度は温度に依存せず、電子照射強度に比例した。これは、1D運動が電子照射により生じることを示唆している。一方、1D運動距離は照射強度に依存せず、低温では1D運動距離が極めて短くなることが明らかとなった。さらに、分子静力学法を用いて、格子間原子集合体とランダム分布した空孔との相互作用エネルギーを評価した結果、空孔濃度が$$10^{-3}$$よりも高い場合には相互作用エネルギーのゆらぎが格子間原子集合体をトラップすることが分かった。これらの結果から、1D運動の阻害に寄与するのは、250K以上では残存不純物であり、空孔が熱的に移動できない低温では、電子照射により蓄積した高濃度空孔との弾性的相互作用であることを提案した。

論文

Search for the deeply bound $$K^- pp$$ state from the semi-inclusive forward-neutron spectrum in the in-flight $$K^-$$ reaction on helium-3

橋本 直*; 谷田 聖; J-PARC E15 Collaboration*; 他65名*

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(6), p.061D01_1 - 061D01_11, 2015/06

AA2015-0706.pdf:0.81MB

 被引用回数:29 パーセンタイル:11.18(Physics, Multidisciplinary)

An experiment to search for the $$K^-pp$$ bound state was performed via the in-flight $$^3{rm He}(K^-,n)$$ reaction using $$5.3 times 10^9$$ kaons at 1 GeV/$$c$$ at the J-PARC hadron experimental facility. In the semi-inclusive neutron missing-mass spectrum at $$theta^{rm lab}_n=0^{circ}$$, no significant peak was observed in the region corresponding to $$K^- pp$$ binding energy larger than 80 MeV, where a bump structure has been reported in the $$Lambda p$$ final state in different reactions. Assuming the state to be isotropically decaying into $$Lambda p$$, mass-dependent upper limits on the production cross section were determined to be 30-180, 70-250, and 100-270 $$mu$$b/sr, for the natural widths of 20, 60, and 100 MeV, respectively, at 95% confidence level.

論文

Beam instrumentation at the 1 MW Proton beam of J-PARC RCS

山本 風海; 林 直樹; 岡部 晃大; 原田 寛之; Saha, P. K.; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎; 發知 英明; 橋本 義徳*; 外山 毅*

Proceedings of 54th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity, High Brightness and High Power Hadron Beams (HB 2014) (Internet), p.278 - 282, 2015/03

J-PARCの3GeVシンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron, RCS)では300kWの出力で物質生命科学実験施設(MLF)およびメインリングへビームを供給してきた。2014年の夏季シャットダウン時に、1MW出力を目指してリニアックでイオン源およびRFQの入れ替えを行った。1MWで信頼性の高いビーム運転を行うためには、さらなるビームロスの低減が必要となる。また、ユーザにとってはビーム出力が上がった際のビームのクオリティも重要である。そのために、入射および出射ビームのハローの測定精度が上がるようモニタの開発を進めた。具体的には、入射ビームのハロー測定用にはバイブレーションワイヤモニタ(VWM)とリニアック-3GeVシンクロトロン輸送ライン上のスクレーパを利用するモニタ二種類の開発を行い、VWMに関しては原理実証を終え、スクレーパを利用するモニタに関しては既存のモニタと比較して一桁以上感度を向上することに成功した。出射ビームのハロー測定では、OTRモニタを用いてビーム中心部と比較して$$10^{-6}$$の量のハローまで測定できるようになった。また、RCSからのビーム取り出し後に遅れて出る陽子がわずかでも存在すると、MLFで計画されているミュオン-電子転換過程探索試験DeeMeにおいてバックグラウンドの元となり、実験の精度が大きく低下する。このような陽子を測定する手法を開発し、予備試験によってその存在比がコアビームの$$10^{-18}$$程度であり要求を満たすことを確認した。

論文

Estimation of force constants of Al from diffuse neutron scattering measurement

Makhsun*; 橋本 拓也*; 佐久間 隆*; 高橋 東之*; 神嶋 修*; 井川 直樹; Danilkin, S. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(7), p.074602_1 - 074602_4, 2014/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.21(Physics, Multidisciplinary)

中性子散漫散乱法によるAlにおける原子熱振動の相関効果について、本報にて新しく提案した相関効果モデルから原子間力定数を算定した。さらに、これを用いたコンピュータシミュレーションによるフォノン分散や状態密度や比熱の評価について議論する。

論文

Breakdown voltage in silicon carbide metal-oxide-semiconductor devices induced by ion beams

大島 武; 出来 真斗; 牧野 高紘; 岩本 直也; 小野田 忍; 平尾 敏雄*; 児島 一聡*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*

AIP Conference Proceedings 1525, p.654 - 658, 2013/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

炭化ケイ素(SiC)半導体デバイスのシングルイベント現象(SEGR)を把握するため、SiCエピタキシャル膜に金属-酸化膜-半導体キャパシタ(MOS)を作製し、イオン入射によりMOSキャパシタの酸化膜から検出される漏れ電流を調べた。n型六方晶(4H)SiCエピタキシャル基板上に1100$$^{circ}$$C、60分間の水素燃焼酸化を行うことで60$$sim$$80nmのゲート酸化膜を形成し、Al金属蒸着によりMOSキャパシタを作製した。作製したMOSキャパシタのゲート電極に電圧を印加した状態で、18MeVの酸素(O)又はニッケル(Ni)イオンを照射し、照射中にゲート酸化膜から検出される漏れ電流を測定した。その結果、18MeV-Oイオン照射の場合、未照射試料でのゲート酸化膜絶縁破壊電界8.2MV/cmまで漏れ電流の急激な変化はないが、18MeV-Niイオンでは7.3MeV/cmの電界強度で漏れ電流の急激な上昇が観測されSEGRが発生することが明らかとなった。18MeV-Oの線エネルギー付与(LET)が7MeVcm$$^{2}$$/mgであるのに対し、Niは24MeVcm$$^{2}$$/mgであることから、Niの場合、Oに比べ高密度のエネルギーが付与されSEGRに至ったと結論できる。

論文

Aspect-ratio-dependent phase transitions and concentration fluctuations in aqueous colloidal dispersions of charged platelike particles

山口 大輔; 宮元 展義*; 藤田 貴子*; 中戸 晃之*; 小泉 智; 太田 昇*; 八木 直人*; 橋本 竹治

Physical Review E, 85(1), p.011403_1 - 011403_15, 2012/01

 被引用回数:16 パーセンタイル:24.26(Physics, Fluids & Plasmas)

電荷を帯びた板状のニオブ酸化物のコロイド水溶液の相転移を中性子小角散乱及びX線小角散乱により詳細に調査した。その結果、(1)コロイド水溶液はコロイド粒子の体積分率を0.01に固定した場合、広いアスペクト比において等方相と液晶相に相分離すること。(2)アスペクト比を大きくすることにより、粒子間隔の秩序性が著しく高くなること。(3)液晶相において著しい濃度ゆらぎが観測されたこと。これは従来の分子からなる液晶では予期できないことだが、今回の対象である板状のコロイド粒子では起こり得ることである。というようなさまざまな新規性を明らかにした。

論文

Accelerator neutron dosimetry using composite-gas-filled proportional counting tube

薄井 利英; 三上 智; 橋本 周; 中山 直人; 鈴木 ちひろ*; 谷 幸太郎*; 山崎 敬三*; 三澤 毅*

KURRI Progress Report 2010, P. 209, 2011/10

中性子場に応じた線量評価ができる可搬型中性子線量計の開発を行っている。この可搬型中性子線量計は熱中性子と速中性子それぞれによる反応に基づく出力から被ばく線量推定するものである。この可搬型中性子線量計を用いた中性子線量評価は、現場におけるスペクトル情報がなくとも、中性子場の状況を的確に反映した線量評価を可能にする技術として期待される。本線量計を用いた線量評価手法の有効性の検証及び線量評価性能の向上のため、特有の中性子エネルギー分布が予想される京都大学の加速器駆動未臨界炉にて、検出器の特性試験を実施した。

論文

The Data acquisition system of beam position monitors in J-PARC main ring

畠山 衆一郎; 林 直樹; 荒川 大*; 橋本 義徳*; 平松 成範*; 小田切 淳一*; 佐藤 健一郎*; 手島 昌己*; 飛山 真理*; 外山 毅*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2698 - 2700, 2010/05

J-PARC主リングのビーム位置モニタのデータ処理システムは186台のLINUXベースのデータ処理回路(BPMC)と12台のEPICSの入出力コントローラ(IOC)から構成されている。これらはビームの閉軌道の歪み(COD)や1周ごとのビームのバンチの位置を測定するために重要なツールである。このレポートではさまざまな校正係数がどのようにあてはめられているかも含めてデータから位置情報への再構成の方法を述べる。

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