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論文

Manipulation of saturation magnetization and perpendicular magnetic anisotropy in epitaxial Co$$_{x}$$Mn$$_{4-x}$$N films with ferrimagnetic compensation

伊藤 啓太*; 安富 陽子*; Zhu, S.*; Nurmamat, M.*; 田原 昌樹*; 都甲 薫*; 秋山 了太*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 小口 多美夫*; et al.

Physical Review B, 101(10), p.104401_1 - 104401_8, 2020/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.104401
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

Spintronics devices utilizing a magnetic domain wall motion have attracted increasing attention, and ferrimagentic materials with almost compensated magnetic moments are highly required to realize the fast magnetic domain wall motion. Here, we report a key function for this purpose in anti-perovskite Co$$_{x}$$Mn$$_{4-x}$$N films. Perpendicular magnetization emerges for $$0.8 leq x$$, and the saturation magnetization reaches a minimum value at $$x = 0.8$$.

論文

Structure of the $$11/2^-$$ isomeric state in $$^{133}$$La

Laskar, Md. S. R.*; Palit, R.*; Mishra, S. N.*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 井手口 栄治*; Garg, U.*; Biswas, S.*; Babra, F. S.*; Gala, R.*; et al.

Physical Review C, 101(3), p.034315_1 - 034315_8, 2020/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.034315
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

質量数130領域の中重核では、カイラルバンドなどの新規な集団運動が出現するメカニズムとして、$$h_{11/2}$$軌道が重要な役割を果たしていると考えられている。その一粒子状態と集団運動状態との相互作用を調べるため、$$^{133}$$Laの$$11/2^-$$アイソマー状態の$$g$$因子と四重極モーメントをタタ基礎科学研究所にて測定した。得られた$$g$$因子は$$g=1.16pm0.07$$、四重極モーメントの大きさは、$$|Q|=1.71pm 0.34$$~$$b$$だった。測定された四重極モーメントから四重極変形度$$beta=0.28pm 0.10$$を導き出した。これらの実験値を大規模殻模型計算と比較した結果、$$^{133}$$Laの$$11/2^-$$アイソマー状態は、中程度のプロレート変形したコアに$$h_{11/2}$$軌道の陽子が結合した状態であることがわかり、この領域の$$h_{11/2}$$準位を得る大きな手がかりを得た。

論文

Chiral effective theory of diquarks and the $$U_A(1)$$ anomaly

原田 正康*; Liu, Y.-R.*; 岡 眞; 鈴木 渓

Physical Review D, 101(5), p.054038_1 - 054038_11, 2020/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.054038
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Astronomy & Astrophysics)

カイラル対称性に基づく有効理論を用いて、ダイクォークおよびそれを含むヘビーバリオンの質量や構造の解析を行った。特に、有効理論における軸性$$U_A(1)$$アノーマリーの効果について新しい知見を得た。

論文

Crystal structure and magnetism of MnO under pressure

Klotz, S.*; 小松 一生*; Polian, A.*; 町田 真一*; 佐野 亜沙美; Iti$'e$, J.-P.*; 服部 高典

Physical Review B, 101(6), p.064105_1 - 064105_6, 2020/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.064105
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

マンガン酸化物(MnO)は、反強磁性モット絶縁体の典型物質である。今回、我々は、高圧下においてネール温度$$T_{N}$$を挟んだ温度域で磁気秩序と格子歪の相互作用を、X線および中性子回折により調べた。その結果、体積歪は圧力に対して鈍感であること、$$T_{N}$$は$$T_{N}/dP$$=+4.5(5)K/GPaで上昇すること、格子歪$$alpha$$は$$dalpha/dP$$=+0.018$$^{circ}$$/GPaで増大することがわかった。これらの結果は、$$J_{1}$$, $$J_{2}$$相互作用定数の原子間距離への影響を調べることや、また第一原理計算による理論予測と比較を可能にする。反強磁性相互作用に起因する散漫散乱は、$${approx}$$1.2$$T_{N}$$まで観測され、長距離秩序は、室温では42GPaで現れる。

論文

Nematic and time-reversal breaking superconductivities coexisting with quadrupole order in a $$Gamma_3$$ system

久保 勝規

Physical Review B, 101(6), p.064512_1 - 064512_10, 2020/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.064512
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

We discuss superconductivity in a model on a cubic lattice for a $$Gamma_3$$ non-Kramers system. In previous studies, it is revealed that $$d$$-wave superconductivity with $$E_g$$ symmetry occurs in a wide parameter range in a $$Gamma_3$$ system. Such anisotropic superconductivity can break the cubic symmetry of the lattice. In a $$Gamma_3$$ system, the quadrupole degrees of freedom are active and the effect of the cubic symmetry breaking should be important. Here, we investigate the coexisting states of the $$d$$-wave superconductivity and quadrupole order by a mean-field theory. In particular, we discuss possible competition and cooperation between the superconductivity and quadrupole order depending on types of them. We find nematic superconductivity breaking the cubic symmetry and coexisting with quadrupole order. In the present model, we also find $$d+id$$ superconductivity, which breaks time-reversal symmetry but retains the cubic symmetry. We also discuss the effects of uniaxial stress on these superconducting states.

論文

Lattice dynamics in FeSe via inelastic X-ray scattering and first-principles calculations

村井 直樹; 福田 竜生; 中島 正道*; 河村 光晶*; 石川 大介*; 田島 節子*; Baron, A. Q. R.*

Physical Review B, 101(3), p.035126_1 - 035126_6, 2020/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.035126
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

非弾性X線散乱を用いたFeSe超伝導体のフォノン研究について報告する。実験的に決定したフォノン分散と非磁性相の密度汎関数理論(DFT)とを比較を行うと、両所の間には顕著な不一致が見られた。FeSeは磁気秩序を示さないにもかかわらず、スピン偏極DFTを用いることによって初めて実験結果は再現される。この解析は、強いスピン揺らぎを内在した常時性状態における近似を与える。

論文

Magnetic structures and quadratic magnetoelectric effect in LiNiPO$$_{4}$$ beyond 30 T

Fogh, E.*; 木原 工*; Toft-Petersen, R.*; Bartkowiak, M.*; 鳴海 康雄*; Prokhnenko, O.*; 三宅 厚志*; 徳永 将史*; 及川 健一; S${o}$rensen, M. K.*; et al.

Physical Review B, 101(2), p.024403_1 - 024403_12, 2020/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.024403
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

Neutron diffraction with static and pulsed magnetic fields is used to directly probe the magnetic structures in LiNiPO$$_{4}$$ up to 25 T and 42 T, respectively. By combining these results with magnetometry and electric polarization measurements under pulsed fields, the magnetic and magnetoelectric phases are investigated up to 56 T applied along the easy $$c$$ axis. In addition to the already known transitions at lower fields, three new ones are reported at 37.6, 39.4, and 54 T. Ordering vectors are identified with Q$$_{rm VI}$$ = (0, $$frac{1}{3}$$, 0) in the interval 37.6 - 39.4 T and Q$$_{rm VII}$$ = (0, 0, 0) in the interval 39.4 - 54 T. A quadratic magnetoelectric effect is discovered in the Q$$_{rm VII}$$= (0, 0, 0) phase and the field dependence of the induced electric polarization is described using a simple mean-field model. The observed magnetic structure and magnetoelectric tensor elements point to a change in the lattice symmetry in this phase. We speculate on the possible physical mechanism responsible for the magnetoelectric effect in LiNiPO$$_{4}$$.

論文

Development of a radio frequency quadrupole linac implemented with the equipartitioning beam dynamics scheme

近藤 恭弘; 森下 卓俊; Jameson, R. A.*

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 22(12), p.120101_1 - 120101_8, 2019/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.22.120101
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

RFQは現代の大電流リニアックの実現のための鍵となる加速器であるが、これまで多くのRFQが非常に保守的な設計思想で設計されてきた。我々は空間電荷の物理に基づいて、3MeV、50mAの負イオンRFQを開発した。大電流リニアックで広く用いられている等分配測をRFQ設計に実装し、ヴェーン長3mの3MeV RFQで、設計ビーム透過率99.1%、ビーム垂直方向エミッタンス0.24$$pi$$ mm mrad、ビーム方向エミッタンス0.11$$pi$$ MeV degを得た。このRFQを実際に製作し、ビーム運転を行い設計性能を実証した。この論文ではこの等分配RFQの設計の詳細とビーム運転結果を述べる。

論文

Experimental investigation of the suppressed superconducting gap and double-resonance mode in Ba$$_{1-x}$$K$$_{x}$$Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$

出田 真一郎*; 村井 直樹; 中島 正道*; 梶本 亮一; 田中 清尚*

Physical Review B, 100(23), p.235135_1 - 235135_7, 2019/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.235135
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

Ba$$_{1-x}$$K$$_{x}$$Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ has an exotic physical property where that the C$$_{2}$$-SDW phase suddenly changes to the C$$_{4}$$-magnetic phase and superconductivity is suppressed within a narrow composition range around x = 0.25. We have investigated the doping dependence of the electronic structure of Ba$$_{1-x}$$K$$_{x}$$Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and found an anomaly in the superconducting (SC) gap structure only for x = 0.25 in both the hole and electron Fermi surfaces (FSs). We also propose that the mechanism of a newly observed double-resonance peak by inelastic neutron scattering is understandable by the SC gap obtained by ARPES. Our discovery reveals the important relationship between the C$$_{4}$$- magnetic phase and superconductivity, and provides an opportunity to survey the underlying relationship between the SC gap and resonance mode in the hole-doped iron-based superconductor.

論文

Disorder-induced exceptional and hybrid point rings in Weyl/Dirac semimetals

松下 太樹*; 永井 佑紀; 藤本 聡*

Physical Review B, 100(24), p.245205_1 - 245205_9, 2019/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.245205
 被引用回数：1 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

物質を特徴付ける新しい方法として、準粒子の寿命に起因した非エルミート有効準粒子ハミルトニアンを用いる方法がある。しかしながら、その非エルミート性に起因する現象がどの物質でどのように現れるかはあまり知られていない。本研究では、ワイル・ディラック半金属と呼ばれる物質群において、不純物や格子欠陥が存在する場合、準粒子スペクトルに非エルミート性が現れることを示した。通常、ハミルトニアンはエルミートであるが、準粒子の有効ハミルトニアンが非エルミートになることによって、例外点と呼ばれる非エルミート行列特有のトポロジカル構造が運動量空間に現れることがわかった。そして、この例外点は角度分解光電子分光などの実験によってフラットバンドとして観測できることを予言した。本研究により、物質の新しい側面をトポロジーによって見出すことができ、かつ不純物や欠陥が本質的な役割を示すことがわかった。

論文

Toward a reliable description of ($$p$$,$$pN$$) reactions in the distorted-wave impulse approximation

Phuc, N. T. T.*; 吉田 数貴; 緒方 一介*

Physical Review C, 100(6), p.064604_1 - 064604_8, 2019/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.064604
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

本研究の目的は、歪曲波インパルス近似(DIWA)に基づいた($$p$$,$$pN$$)断面積の記述における種々の補正の効果と不定性を調査することである。我々はGISでR3B/LANDセットアップを用いて測定された炭素, 窒素, 酸素同位体からの($$p$$,$$2p$$),($$p$$,$$pn$$)反応を解析した。我々はnonlocalityの補正とM$$o$$ller因子が断面積に有意に影響することを明らかにした。我々の解析の結果ではいわゆるreduction factorの陽子-中性子非対称度依存性は非常に弱く、他の反応モデルや構造理論による結果と整合した。また本研究の結果は、反跳運動量の大きい領域ではDWIAや他の反応模型には含まれていない反応の高次の効果が断面積に効いていることを示唆している。

論文

$$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr

Ghys, L.*; Andreyev, A. N.; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Capponi, L.*; Cocolios, T. E.*; Cubiss, J.*; Derkx, X.*; et al.

Physical Review C, 100(5), p.054310_1 - 054310_13, 2019/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.054310
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

The aim of this work was to investigate the $$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr and daughter products. Neutron-deficient francium nuclei are produced at ISOLDE-CERN bombarding a UCx target with 1.4 GeV protons. Due to the very high statistics and the high beam purity, improved decay data for $$^{202}$$Fr and its daughters were obtained. The observation of crossover transitions positioned the isomeric high-spin level of $$^{198}$$At at an excitation energy of 265(3) keV. Half-life values of 4.47(5) s and 1.28(10) s were extracted for the ground state and isomeric state of $$^{198}$$At and 52(3) ms for the ground-state decay of $$^{200}$$Fr.

論文

Azimuthal asymmetries of back-to-back $$pi^pm-(pi^0,eta,pi^pm)$$ pairs in $$e^+e^-$$ annihilation

Li, H.*; 谷田 聖; Belle Collaboration*; 他131名*

Physical Review D, 100(9), p.092008_1 - 092008_26, 2019/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.092008
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Astronomy & Astrophysics)

This work reports the first observation of azimuthal asymmetries around the thrust axis in $$e^+e^-$$ annihilation of pairs of back-to-back charged pions in one hemisphere, and $$pi^0$$ and $$eta$$ mesons in the opposite hemisphere. These results are complemented by a new analysis of pairs of back-to-back charged pions. The $$pi^0$$ and $$eta$$ asymmetries rise with the relative momentum $$z$$ of the detected hadrons as well as with the transverse momentum with respect to the thrust axis. These asymmetries are sensitive to the Collins fragmentation function $$H_1^{perp}$$ and provide complementary information to previous measurements with charged pions and kaons in the final state. In particular, the $$eta$$ final states will provide additional information on the flavor structure of $$H_1^{perp}$$. This is the first measurement of the explicit transverse-momentum dependence of the Collins fragmentation function from Belle data. It uses a dataset of 980.4~fb$$^{-1}$$ collected by the Belle experiment at or near a center-of-mass energy of 10.58 GeV.

論文

Energy of the $$^{229}$$Th nuclear clock isomer determined by absolute $$gamma$$-ray energy difference

山口 敦史*; 村松 はるか*; 林 佑*; 湯浅 直樹*; 中村 圭佑; 滝本 美咲; 羽場 宏光*; 小無 健司*; 渡部 司*; 菊永 英寿*; et al.

Physical Review Letters, 123(22), p.222501_1 - 222501_6, 2019/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.222501
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Multidisciplinary)

The low-lying isomeric state of $$^{229}$$Th provides unique opportunities for high-resolution laser spectroscopy of the atomic nucleus. We determine the energy of this isomeric state by measuring the absolute energy difference between two $$gamma$$-decays from the 29.2-keV second-excited state. A transition-edge sensor microcalorimeter was used to measure the absolute energy of the 29.2-keV $$gamma$$-ray with improved precision. Together with the cross-band transition energy (29.2 keV$$rightarrow$$ground) and the branching ratio of the 29.2-keV state measured in a recent study, the isomer energy was determined to be 8.30$$pm$$0.88 eV. Our result is in agreement with latest measurements based on different experimental techniques, which further confirms that the isomeric state of $$^{229}$$Th is in the laser-accessible vacuum ultraviolet range.

論文

Element-specific density of states of Co$$_{2}$$MnGe revealed by resonant photoelectron spectroscopy

河野 嵩*; 鹿子木 将明*; 吉川 智己*; Wang, X.*; 角田 一樹*; 宮本 幸治*; 室 隆桂之*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 後藤 一希*; et al.

Physical Review B, 100(16), p.165120_1 - 165120_6, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.165120
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)

Resonant photoelectron spectroscopy at the Co and Mn 2${it p}$ core absorption edges of half-metallic Co$$_{2}$$MnGe has been performed to determine the element-specific density of states (DOS). A significant contribution of the Mn 3${it d}$ partial DOS near the Fermi level ($$E_{F}$$) was clarified by measurement at the Mn 2${it p}$ absorption edge. Further analysis by first-principles calculation revealed that it has $$t_{2g}$$ symmetry, which must be responsible for the electrical conductivity along the line perpendicular to the film plane. The dominant normal Auger contribution observed at the Co 2${it p}$ absorption edge indicates delocalization of photoexcited Co 3${it d}$ electrons. The difference in the degrees of localization of the Mn 3${it d}$ and Co 3${it d}$ electrons in Co$$_{2}$$MnGe is explained by the first-principles calculation.

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral with pions and $$Delta$$ resonances in a box

小野 章*; Xu, J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Tsang, M. B.*; Wang, Y,-J.*; Wolter, H.*; Zhang, Y.-X.*; Chen, L.-W.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044617_1 - 044617_35, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044617
 被引用回数：4 パーセンタイル：13.58(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究では、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と陽子をランダム配置し、それらが70fm/cの間に起こす散乱の回数やエネルギーを計算した。ここでは、特にパイオンやその前駆体であるデルタ共鳴の生成に注目して比較を行った。参加コードは、個々の粒子の時間発展を追うQMD型コードと、粒子の位置や運動量の確率分布を決めておき、散乱や崩壊が発生したときそれらを乱数サンプリングするBUU型コードがあり、発表者が用いたJQMDは前者に属する。本研究により、計算における時間刻みが各コードによる結果の差の主な原因であることが分かった。さらに、今後のJQMDの改良方針の策定に有益な知見を得ることができた。

論文

Consistent description of light composite particle emission in deuteron-induced reactions

中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*

Physical Review C, 100(4), p.044603_1 - 044603_8, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044603
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

重陽子は弱束縛であるため、他の原子核との相互作用を通じて容易に分解する。この分解過程は重陽子入射反応における様々な観測量に影響を与えると考えられる。本研究では、重陽子入射からの軽複合粒子(LCP)放出における分解過程の影響を調べることを目的とした。この目的を達成するための準備として、前平衡クラスター放出モデルを、分解過程を明示的に取り扱った重陽子用計算コードDEURACSに導入した。また、直接ピックアップ成分は半経験的モデルによって見積もった。改良したDEURACSを質量数$$27 leqslant A leqslant 90$$の標的に対する$$(d,xt)$$, $$(d,xmathrm{^{3}He})$$, $$(d,xalpha)$$反応の解析に適用したところ、標的や反応に依らず一貫して計算値は実験値を良く再現した。この結果から、分解過程はLCP放出にも大きな影響を与えていることが分かった。また、分解過程が適切に考慮されている限りにおいて、重陽子入射からのLCP放出は核子入射からのLCP放出と同様の描像で記述できることを示した。

論文

Effects of the nuclear structure of fission fragments on the high-energy prompt fission $$gamma$$-ray spectrum in $$^{235}$$U($$n_{rm th},f$$)

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; K$"o$ster, U.*; Pollitt, A.*; Hambsch, F.-J.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044610_1 - 044610_7, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044610
 被引用回数：1 パーセンタイル：45.1(Physics, Nuclear)

The prompt fission $$gamma$$-ray energy spectrum for cold-neutron induced fission of $$^{235}$$U was measured in the energy range $$E_{rm gamma}$$ = 0.8 - 20,MeV, by gaining a factor of about 10$$^{5}$$ in statistics compared to the measurements performed so far. The spectrum exhibits local bump structures at $$E_{rm gamma}approx$$4,MeV and $$approx$$6,MeV, and also a broad one at $$approx$$15,MeV. In order to understand the origins of these bumps, the $$gamma$$-ray spectra were calculated using a statistical Hauser-Feshbach model, taking into account the de-excitation of all the possible primary fission fragments. It is shown that the bump at $$approx$$4,MeV is created by the transitions between the discrete levels in the fragments around $$^{132}$$Sn, and the bump at $$approx$$6,MeV mostly comes from the complementary light fragments. It is also indicated that a limited number of nuclides, which have high-spin states at low excitation energies, can contribute to the bump structure around $$E_{rm gamma}approx$$15,MeV, induced by the transition feeding into the low-lying high-spin states.

論文

Quantitative description of the $$^{20}$$Ne($$p$$,$$palpha$$)$$^{16}$$O reaction as a means of probing the surface $$alpha$$ amplitude

吉田 数貴; 千葉 陽平*; 木村 真明*; 谷口 億宇*; 延与 佳子*; 緒方 一介*

Physical Review C, 100(4), p.044601_1 - 044601_6, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044601
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Nuclear)

陽子による$$alpha$$ノックアウト反応は$$alpha$$クラスター状態を探索する手法のひとつである。しかし、定量性の観点からは、理論よる$$alpha$$ノックアウト反応の記述は実験データを再現できないことが報告されている。本研究では、反対称化分子動力学を用いて$$alpha$$-$$^{16}$$Oクラスター状態を記述し、それを歪曲波インパルス近似による反応計算に適用することで$$^{20}$$Ne($$p$$,$$palpha$$)$$^{16}$$O反応を記述した。結果として、調整パラメータなしにノックアウト反応断面積の定量的な再現に成功し、$$alpha$$ノックアウト反応が$$alpha$$クラスター状態の定量的なプローブであることを示した。

論文

Observation of $$tau^- rightarrow pi^- nu_{tau} e^+ e^- $$ and search for $$tau^- rightarrow pi^- nu_{tau} mu^+ mu^-$$

Jin, Y.*; 谷田 聖; Belle Collaboration*; 他198名*

Physical Review D, 100(7), p.071101_1 - 071101_9, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.071101
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Astronomy & Astrophysics)

We present the first measurements of branching fractions of rare tau-lepton decays, $$tau^- rightarrow pi^- nu_{tau} ell^+ ell^-$$ ($$ell = e$$ or $$mu$$), using a data sample corresponding to 562 fb$$^{-1}$$ collected at a center-of-mass energy of 10.58 GeV with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy $$e^+ e^-$$ collider. The $$tau^- rightarrow pi^- nu_tau e^+ e^-$$ decay is observed for the first time with 7.0$$sigma$$ significance. The partial branching fraction determined by the structure-dependent mechanisms mediated by either a vector or an axial-vector current for the mass region $$M_{pi e e} > 1.05$$ GeV/$$c^2$$ is measured to be $$mathcal{B}(tau^-rightarrow pi^- nu_tau e^+ e^-)[M_{pi^- e^+ e^-} > 1.05~{rm GeV}/c^2] = (5.90 pm 0.53 pm 0.85 pm 0.11) times 10^{-6}$$, where the first uncertainty is statistical, the second is systematic, and the third is due to the model dependence. In the full phase space, due to the different detection efficiencies for the structure-dependent mechanisms mediated by axial-vector and vector currents, the branching fraction varies from $$mathcal{B}_{A}(tau^-rightarrow pi^- nu_tau e^+ e^-) = (1.46 pm 0.13 pm 0.21) times 10^{-5}$$ to $$mathcal{B}_{V}(tau^-rightarrow pi^- nu_tau e^+ e^-) = (3.01 pm 0.27 pm 0.43) times 10^{-5}$$, respectively. An upper limit is set on the branching fraction of the $$tau^- rightarrow pi^- nu_tau mu^+ mu^-$$ decay, $$mathcal{B}(tau^-rightarrow pi^- nu_tau mu^+ mu^-) < 1.14 times 10^{-5}$$, at the 90% confidence level.

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