量子振動による方法と同様に、この方法でも、磁場中のポジトロニウムのゼーマンシフト (Δ_mix) を測定します。この方法では、Δ_mix に相当する RF を外部から印加し、o-Ps をゼーマンシフトの準位 (|+>) に遷移させる事で、測定を行います。o-Ps が 3 本のガンマ線に崩壊するのに対して、|+> の状態はほとんどが 2 本の 511keV ガンマ線に崩壊するため、遷移が起きると 2 本の単色ガンマ線の割合が増えます。磁場 (H) を変化させながら 511keV ガンマ線の量を測定する事で、遷移の共鳴曲線を測定しました。

上の図がわれわれの実験装置の概念図と写真です。ppmの精度の精密な磁場を印加するために、KEK低温センターの大型の超伝導磁石を使用しています。また、ポジトロニウムの生成後の時間に依存した物質の影響等を正確に評価するために、時間情報を取得して解析を行っています。

上の図は、ガス0.881amagatにおけるゼーマン遷移の共鳴曲線です。各時間ウインドウで区切ってフィットしていますが、時間発展の方程式で記述される計算値が非常に良くあっていることが分かります。いろいろなガス圧で共鳴曲線の測定を行い、すべての結果をグローバルにフィットすることで、ポジトロニウムの超微細構造の値として、203.3942±0.0016(stat.)±0.0013(syst.)という理論予想値をfavorする結果を得ました。

発表資料

• ポジトロニウム超微細構造の新しい測定, (難波俊雄、日本物理学会第 71 回年次大会、2016 年 3 月 21 日、東北学院大学)
• Measurement of Positronium thermalization in isobutane gas for precision measurement of ground-state hyperfine splitting, (石田明他、Journal of Phys. B 49(2016)064008 (6pp))
• New precise measurement of the hyperfine splitting of positronium, (石田明博士学位論文、2014 年 9 月)
• ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (難波俊雄、陽電子科学とその理工学への影響、2013 年 12 月 6 日、京都大学原子炉実験所)
• New Precision Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium, (石田明他、Physics Letters B 734(2014)338、arXiv: 1310.6923)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会秋季大会、2013 年 9 月 20 日、髙知大学)
• New precision measurement of Hyperfine Splitting of Positronium (Poster), (石田明、 The XVII International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics (POSMOL2013)、2013 年 7 月 20 日、金沢文化ホール)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会第 68 回年次大会、2013 年 3 月 27 日、広島大学)
• Precise measurement of positronium, (難波俊雄、Prog. Theor. Exp. Phys. (2012) 04D003)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、陽電子科学とその理工学への影響、2012 年 11 月 30 日、京都大学原子炉実験所)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会秋季大会、2012 年 9 月 11 日、京都産業大学)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、 第49回アイソトープ・放射線研究発表会、2012 年 7 月 10 日、東京大学)
• ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会第 67 回年次大会、2012 年 3 月 24 日、関西学院大学)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、陽電子科学とその理工学への影響、2011 年 12 月 3 日、京都大学原子炉実験所)
• Precision measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect, (石田明、Cold Antimatter and High Precision Physics (Pbar11)、2011 年 11 月 28 日、島根県立産業交流会館)
• Precise measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect, (石田明、Fundamental Physics Using Atoms 2011 (FPUA2011)、2011 年 10 月 8 日、岡山大学)
• ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会秋季大会、2011 年 9 月 18 日、弘前大学)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、第48回アイソトープ・放射線研究発表会、2011 年 7 月 8 日、日本科学未来館)
• Precise measurement of positronium hyperfine splitting using the Zeeman effect (Proceedings arXiv: 1105.4392), (石田明、10th International Conference on Low Energy Antiproton Physics (LEAP2011)、2011 年 4 月 28 日、TRIUMF, Canada)
• ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (難波俊雄、陽電子科学とその理工学への応用、2010 年 11 月 27 日、京都大学原子炉実験所)
• ゼーマン効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学秋季大会、2010 年 9 月 14 日、九州工業大学)
• ポジトロニウム超微細構造に対するシュタルク効果の評価, (佐々木雄一、日本物理学秋季大会、2010 年 9 月 14 日、九州工業大学)
• ポジトロニウム超微細構造実験における熱化の影響の評価, (佐々木雄一、第47回アイソトープ・放射線研究発表会、2010 年 7 月 8 日、日本科学未来館)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定 (中間報告), (石田明、第47回アイソトープ・放射線研究発表会、2010 年 7 月 8 日、日本科学未来館)
• Precise Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium using Zeeman Effect (Proceedings: Materials Science Forum, 666(2011)129), (石田明、39th Polish Seminar on Positron Annihilation (PSPA10)、2010 年 6 月 23 日、Kazimerz Dolny, Poland)
• Zeeman 効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (石田明、日本物理学会第 65 回年会、2010 年 3 月 23 日、岡山大学)
• 窒素ガス中でのポジトロニウム熱化曲線の測定, (佐々木雄一、日本物理学会第 65 回年会、2010 年 3 月 23 日、岡山大学)
• ポジトロニウムの超微細構造の精密測定, (石田明、2009 年度修士学位論文)
• Zeeman効果を用いたポジトロニウム超微細構造の精密測定, (秋元銀河、陽電子科学とその理工学への影響、2009 年 11 月 20 日、京都大学原子炉実験所)
• Precise Measurement of HFS of Positronium using Zeeman Effect, (石田明、Advanced Science Research Symposium 2009、2009 年 11 月 11 日、日本原子力研究開発機構テクノ交流館リコッティ)
• Precise measurement of hyperfine structure of positronium using Zeeman effect -experimental set up and RF system (poster), (秋元銀河、Advanced Science Research Symposium 2009、2009 年 11 月 11 日、日本原子力研究開発機構テクノ交流館リコッティ)
• 超微細構造の精密測定 I (全体と遷移RF), (秋元銀河、日本物理学会秋季大会、2009 年 9 月 13 日、甲南大学)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 II (間接測定の状況と展望), (石田明、日本物理学会秋季大会、2009 年 9 月 13 日、甲南大学)
• ポジトロニウム超微細構造の精密測定実験, (難波俊雄、Fundamental Physics Using Atoms、2009 年 8 月 5 日、東京工業大学)
• Precise measurement of HFS of Positronium (poster)、(Proceedings arXiv: 0912.4370), (石田明、The Workshop on Low Energy Positron and Positronium Physics (POSMOL2009)、2009 年 7 月 29 日ー 8 月 1 日、York Univ., Toronto, Canada)
• Precise measurement of HFS of Positronium (poster), (石田明、XXVI International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC2009)、2009 年 7 月 22 ー 29 日、Western Michigan Univ., Kalamazoo, US)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 I (全体と本測定の準備), (石田明、日本物理学会第 64 回年次大会、2009 年 3 月 27 日、立教大学)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 II (テスト測定でのRFシステム), (秋元銀河、日本物理学会第 64 回年次大会、2009 年 3 月 27 日、立教大学)
• ポジトロニウムの超微細構造の精密測定実験, (秋元銀河、2008 年度修士学位論文)
• ポジトロニウムのHFS精密測定II Zeemanを用いた方法のテスト実験の報告, (石田明、陽電子科学とその理工学への影響、2008 年 12 月 5 日、京都大学原子炉実験所)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 I (全体とRF-Cavity), (秋元銀河、日本物理学会秋季大会、2008 年 9 月 21 日、山形大学)
• Positronium assembly system for the precise measurement of the Positronium hyper-fine splitting, (橋本 M. マーク、日本物理学会秋季大会、2008 年 9 月 21 日、山形大学)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 III (ガンマ線検出器), (石田明、日本物理学会秋季大会、2008 年 9 月 21 日、山形大学)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 I, (秋元銀河、日本物理学会第 63 回年次大会、2008 年 3 月 25 日、近畿大学)
• ポジトロニウム 超微細構造の精密測定 II (ガンマ線検出器の設計), (石田明、日本物理学会第 63 回年次大会、2008 年 3 月 25 日、近畿大学)
• Precise measurements of the positronium decay rate and energy level, (浅井祥仁、pbar08、2008 年 2 月 20 日、沖縄ハーバービューホテル)