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仲田 光樹; 高吉 慎太郎*
Physical Review B, 102(9), p.094417_1 - 094417_11, 2020/09
被引用回数：9 パーセンタイル：37.00(Materials Science, Multidisciplinary)いわゆる光学的Barnett効果[A. Rebei and J. Hohlfeld, Phys. Lett. A 372, 1915 (2008); J. Appl. Phys. 103, 07B118 (2008)], i.e., 円偏光レーザー誘起磁化成長[S. Takayoshi et al., Phys. Rev. B 90, 214413 (2014); S. Takayoshi et al., Phys. Rev. B 90, 085150 (2014)]をフェリ磁性絶縁体に応用し、THz領域におけるマグノン凝縮機構を微視的に解明した。これはBose統計に従うマグノンに特有の巨視的量子効果である。本研究が提供するTHzマグノン凝縮体を活用することで、従来の強磁性絶縁体中のものよりはるかに高速のスピン輸送「巨視的量子干渉効果によるJosephsonスピン流」を実現することができる。
仲田 光樹; Kim, S. K.*; 高吉 慎太郎*
Physical Review B, 100(1), p.014421_1 - 014421_9, 2019/07
被引用回数：17 パーセンタイル：56.05(Materials Science, Multidisciplinary)巨視的磁化が無いため これまでスピントロニクス分野で見落とされていた「Neel磁気秩序を有する反強磁性絶縁体」に着目し、マグノンに宿る「トポロジカル量子物性」の創発・発芽機構をFloquet理論の観点から理論的に確立・解明した。特に 「マグノン」に特有の「電場誘起の幾何学的位相」を活用し、「時間反転対称性により保護されたトポロジカル物性」の制御・デザイン方法を確立した。本研究により 反強磁性絶縁体に固有の「非平衡トポロジカル物性」のレーザー制御・光デザインが実現可能になる。2018年に量子光学分野の発展に対してノーベル物理学賞が与えられたことに象徴される通り、昨今のレーザー技術の進展は目覚ましい。本研究はそうした「量子光学」分野と「マグノンスピントロニクス」分野を紡ぎ、両者に「光マグノンスピントロニクス」という新たな架け橋をかける革新的研究と位置づけられる。
仲野 友英; Shumack, A.*; Maggi, C. F.*
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 2 Pages, 2016/01
原子力機構とユーロヒュージョン(オランダ基礎エネルギー研究所、マックスプランク物理研究所、などからなる研究組織)との共同研究により、ヨーロッパの大型トカマク装置JETの高温プラズマ中のタングステンイオン密度を決定することに成功した。改良型X線分光器で測定されたスペクトルを原子構造計算プログラムFACによって解析した。この解析により45価及び46価のタングステンイオンと32価のモリブデンイオンのスペクトル線を同定した。さらに、意図的にモリブデンをプラズマに入射することによって、モリブデンイオンのスペクトル線の同定結果を確かめた。これらのタングステンイオン及びモリブデンイオンのスペクトル線の絶対強度からそれらの絶対密度を決定した。
仲野 友英; Shumack, A.*; Maggi, C. F.*; Reinke, M.*; Lawson, K.*; Coffey, I.*; P
tterich, T.*; Brezinsek, S.*; Lipschultz, B.*; Matthews, G. F.*; et al.
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 48(14), p.144023_1 - 144023_11, 2015/07
被引用回数：40 パーセンタイル：85.47(Optics)欧州のトカマク型装置JETでは、タングステン材ダイバータの導入に伴いプラズマ中のタングステン量をモニターするため、既設のX線分光器を改造した。この分光器で観測されたスペクトルを原子構造計算プログラムで計算したスペクトルと比較することによって、
, 
、及び
からの内殻励起スペクトル線を同定することに成功した。これらのスペクトル線の強度からタングステン及びモリブデンイオンの密度を導出し、電子密度に対して、それぞれ
及び
と決定した。さらに、導出したタングステン及びモリブデンイオン密度の妥当性の検証を以下のように行った。スペクトル線の強度から導出したタングステンイオン密度はスペクトル線強度から導出したタングステンイオン密度と20%で一致することを確かめた。また、X線分光器の2.4keV帯の連続スペクトル強度から導出したプラズマ実効電荷数は4.8keV帯の連続スペクトルから導出したプラズマ実効電荷数と50%で一致すること、そしてこれらは可視分光から導出されたプラズマ実効電荷数とよく一致することを確かめた。よって、本X線分光器の感度は妥当であると結論でき、導出したタングステン及びモリブデンイオン密度も信頼できると考えられる。
田中 謙治*; 川端 一男*; 徳沢 季彦*; 秋山 毅志*; 横山 雅之*; 庄司 主*; Michael, C. A.*; Vyacheslavov, L. N.*; 村上 定義*; 若狭 有光*; et al.
Fusion Science and Technology, 58(1), p.70 - 90, 2010/07
被引用回数：30 パーセンタイル：85.55(Nuclear Science & Technology)LHDプラズマにおける粒子輸送特性を調べた。密度摂動実験から拡散係数と対流速度を導出し、それらのパラメータ依存性を調べるため磁場配位と衝突周波数をスキャンした。磁場配位の効果を調べるためには、磁気軸をR
=3.5mから3.9mまで変化させた。磁気軸を変化させることにより、新古典輸送が大きく違ってくるために、その効果を広範囲で調べることが可能である。電子温度依存性と1/
領域とプラトー領域を分けるヘリカル捕捉周波数で規格化した衝突周波数(
)依存性について、中性粒子ビーム入射のパワースキャンを行った。その結果、新古典輸送の寄与が大きい場合はホローな密度分布、寄与が小さいときはピークした分布になることを明らかにした。大きな新古典輸送の寄与は、同じ電子温度では外側シフト配位で見られ、同じ磁気軸では高い電子温度、低いで観測された。しかしながら、R=3.5mでは、異なる傾向が観測されており、高い電子温度の時にピークした密度分布が得られた。
Angioni, C.*; Fable, E.*; Greenwald, M.*; Maslov, M.*; Peeters, A. G.*; 竹永 秀信; Weisen, H.*
Plasma Physics and Controlled Fusion, 51(12), p.124017_1 - 124017_14, 2009/12
被引用回数：187 パーセンタイル：98.31(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクプラズマにおける粒子輸送を決定する物理機構について、実験結果と理論予測との比較を行った。ここでは、乱流による粒子対流を引き起こす主な物理機構を理論的に特徴づけるため、ジャイロ運動論的方程式をもとにした簡単な解析的導出法から評価した指標を用いた。最初にトカマクプラズマにおける粒子輸送に関する実験結果を示し、次に理論的な予測との整合性について議論した。異なる領域のもとでは異なるプラズマパラメータ依存性を示すなど、複雑な特徴を示す理論予測と、同じく複雑な特徴を示す実験結果の間で定性的な一致が得られた。一部の実験データに関しては、理論予測と定量的な一致が得られた。これらの結果により、マクロ的な輸送特性とマイクロ乱流特性の直接的な関連を示すと同時に、マクロ不安定性と乱流の枠組みがトカマクプラズマでの粒子輸送をおもに引き起こしているという重要な確証を得た。最終的に、これらの結果が核融合炉での密度分布ピーキング度の予測に与える影響について明らかにした。
He, p)
He resonant nuclear reaction林 孝夫; 杉山 一慶*; Krieger, K.*; Mayer, M.*; Alimov, V. Kh.*; 田辺 哲朗*; 正木 圭; 宮 直之
Journal of Nuclear Materials, 363-365, p.904 - 909, 2007/06
被引用回数：11 パーセンタイル：58.87(Materials Science, Multidisciplinary)D(He, p)He核反応分析法を用いてJT-60Uタイルを分析した。最も重水素濃度が高かったのは外側ドームウィングの排気スロット近傍であり、深さ16
mまでの重水素の面密度は
2.5
10
D/m
であった。ここではミクロンオーダーの堆積層がタイル表面に観察されており、共堆積により多量の重水素量が蓄積したと考えられる。また中性粒子ビーム入射加熱(NBI)に起因する重水素が外側ドームウィングやドームトップタイルに高粒子束で入射し、重水素蓄積に寄与していると考えられる。深さ分布については約2.5mにD/C0.05の緩やかなピークがあった。これは大気解放前にプラズマ対向壁からトリチウムを除去するための軽水素放電により表面近傍の重水素が軽水素に置換したためである。一方、第一壁領域では最も重水素量の多いところで1.010 D/mであった。
Hobirk, J.*; 及川 聡洋; 藤田 隆明; 福田 武司; Gnter, S.*; Gruber, O.*; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 菊池 満; Maraschek, M.*; et al.
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 27A, 4 Pages, 2003/00
ASDEXトカマクとJT-60トカマクにおいて、中性粒子ビームを用いた周辺電流駆動実験を行った。電流分布がほぼ定常になった状態で周辺部に接線中性粒子ビームを入射した。ASDEXトカマクの場合、計測された電流分布にほとんど変化はなかった。理論計算によると検出限界以上の電流分布の変化が起きるはずである。JT-60トカマクの場合は、わずかな電流分布の変化が検出されたが、電子密度が低いために理論計算モデルが適用できず、理論との比較はできなかった。一方、プラズマ表面の周回電圧の計測からは、期待される量のビーム駆動電流が流れていることが示唆された。以上の結果から、周辺部で発生した高速イオンが空間的な拡散によって、中心部へ移動し、駆動電流分布が予測通りにはなっていない可能性が考えられる。
Micke, P.*; Bernitt, S.*; Harries, J.; Buchauer, L. F.*; Bcking, T.*; Khn, S.*; Schmidt, P. O.*; Crespo L
pez-Urrutia, J. R.*
no journal, ,
Electron beam ion traps (EBITs) have proven to be versatile and indispensable tools for the production and study of highly-charged ions. In an EBIT, an electron beam is compressed by a strong magnetic field. Usually the field is generated by superconducting magnet coils. To ease operation we introduce a novel magnetic design based on permanent magnets for a 0.74 tesla EBIT. An open trap design offers a large solid angle access to the trap centre. Our EBIT is intended to serve as a reliable source for HCIs. Additionally a new off-axis gun is under construction, to be used at synchrotron and free-electron laser light sources for energy calibration by spectroscopy on HCIs. By using this off-axis gun the photon beam can pass through the EBIT and is available for beamline users. Currently, first experiments with a prototype are carried out regarding trapping an extraction of HCIs.
(Li
Fe
)Nの中性子散乱研究古府 麻衣子; Jesche, A.*; Breitner, F.*; H
hn, P.*; 河村 聖子; 中島 健次; 廣井 孝介; 大石 一城*; 河村 幸彦*
no journal, ,
ナノスケールの単一分子が大きな磁気モーメント・磁気異方性を有し、磁化反転過程が非常に遅くなる物質群は単分子磁石と呼称される。一般に、単分子磁石は錯体で実現され、無機物質の報告はわずか数例しかない。本研究では、そのひとつである対称性の高い無機物質Li
(LiFe
)Nに着目した。Li(LiFe)Nは六方晶であり、LiN層に隔てられたLi三角格子にFeがドープされる。単分子磁石挙動は広い濃度領域(
)で観測され、低温でトンネルを介した磁化反転が顕著に現れる。非常に強い異方性磁場(
T)を有し、基底状態が
(
)であることも特徴である。我々は、Li(LiFe)N (
)の磁気特性を明らかにするため、中性子散乱測定を行なった。J-PARCのAMATERAS分光器で得られた中性子非弾性スペクトラムでは、低・高濃度ともに2, 5, 26meV付近に磁気励起が観測された。26meVの励起は
から
への遷移と考えると、ac磁化率の結果と整合する。しかしながら、低エネルギーの磁気励起は単純には説明できず、その起源について検討を進めている。一方、TAIKAN装置で測定した小角散乱では、磁気相関長は20K以下で成長しなくなることが明らかになった。本系の特徴である遅い磁気緩和が、磁気相関の発達を妨げることを示唆している。
仲田 光樹; Kim, S. K.*; 高吉 慎太郎*
no journal, ,
巨視的磁化が無いため、これまでスピントロニクス分野で見落とされていた「Neel磁気秩序」を有する「反強磁性絶縁体」に着目し、レーザー照射下のマグノンに宿る「非平衡トポロジカル量子物性」の創発・発芽機構を解明した。特にマグノンに特有の「電場誘起の幾何学的位相」に着目し、Floquet理論に基づき、「時間反転対称性により保護されたトポロジカル物性」のデザイン・制御理論を構築した。本研究により、反強磁性絶縁体に特有な「非平衡トポロジカル量子物性」のレーザー制御・光デザインが実現可能になった。
(LiFe)Nの中性子散乱研究古府 麻衣子; Jesche, A.*; Breitner, F.*; Hhn, P.*; 河村 聖子; 中島 健次; 廣井 孝介; 大石 一城*; 河村 幸彦*
no journal, ,
単分子磁石とはナノスケールの単一分子が大きな磁気モーメント・磁気異方性を有し、磁化反転過程が非常に遅くなる物質群のことである。一般的な単分子磁石は錯体であり、磁性イオンに有機分子が配位する。低対称性であることが多く、スピン副準位の決定は容易ではない。本研究では、対称性の高い無機物質Li(LiFe)Nに着目した。Li(LiFe)Nは六方晶であり、LiN層に隔てられたLi三角格子にFeがドープされる。広い濃度領域(
)において単分子磁石挙動が観測されており、トンネルを介した磁化反転が顕著に現れる。単分子磁石挙動を示す無機物質はわずか数例のみであり、その詳細はよくわかっていない。我々は、Fe
の副準位を調べるため、AMATERAS分光器で非弾性散乱測定を行った。複数の励起が観測された。これは、基底状態が
= {
7/2,5/2,...}のように単純に記述されず、混成した状態になっていることを示唆する。発表では、TAIKANで観測された磁気小角散乱の結果も合わせ、本物質の磁気特性について議論したい。
Micke, P.*; Bernitt, S.*; Harries, J.; Buchauer, L. F.*; Bcking, T.*; Khn, S.*; Schmidt, P. O.*; Crespo Lpez-Urrutia, J.*
no journal, ,
Electron beam ion traps (EBITs) have proven to be versatile and indispensable tools for the production and study of highly-charged ions. In an EBIT, an electron beam is compressed by a strong magnetic field. Usually the field is generated by superconducting magnet coils. To ease operation we introduce a novel magnetic design based on permanent magnets for a 0.74 tesla EBIT. An open trap design offers a large solid angle access to the trap centre. Our EBIT is intended to serve as a reliable source for HCIs. Additionally a new off-axis gun is under construction, to be used at synchrotron and free-electron laser light sources for energy calibration by spectroscopy on HCIs. By using this off-axis gun the photon beam can pass through the EBIT and is available for beamline users. Currently, first experiments with a prototype are carried out regarding trapping an extraction of HCIs.
