ポジトロニウムビームの生成に成功
―世界で初めて超真空中で
:高エネルギー加速器研究機構/東京理科大学

 高エネルギー加速器研究機構は6月20日、東京理科大学と共同で電子1個と陽電子(電子の反粒子。プラスの電荷を持つ)1個からなる複合粒子「ポジトロニウム」のビームをエネルギーが揃った状態で得ることに成功したと発表した。
 自然界で最も軽い原子は、水素。その水素のさらに900分の1と超軽量なのがポジトロニウム。ポジトトニウムの寿命は、142n秒(ナノ秒、1n秒は10億分の1秒)と極めて短いが、その間に原子として様々な振る舞いを示し、エネルギー可変で向きの揃ったビームにできれば物質の優れた分析手段になると期待されている。
 共同研究グループは、エネルギーレベルの揃ったポジトロニウムビームを世界で初めて超高真空中で生成することに成功した。
 ポジトロニウムは、電気的に中性であるため電場による加速ができない。今回の成果は、「ポジトロニウム負イオン」と呼ばれる電子2個と陽電子1個からなる電場で加速できる複合粒子を作り、その加速した複合粒子にパルスレーザー光を照射することで得た。
 パルス状陽電子ビーム発生装置からの陽電子ビームをナトリウム蒸着したタングステンに当て、発生するパルス状のポジトロニウム負イオンを加速。同時に高強度のパルスレーザー光を照射してポジトロニウムを発生させるという方法。実験は、同機構物質構造科学研究所(茨城・つくば市)で行われ、ポジトロニウムを1k電子ボルトを超えるエネルギーにまで自在に加速可能なことを確認したという。
 同機構は、「物質表面の分析に不可欠な条件である超高真空中で(ポジトロニウムを)生成することが可能になった。これを利用することで、物質表面の分析やポジトロニウム自身の性質解明への道が拓ける」といっている。

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