クーロン固体の固溶特性を利用した新しい多価イオン冷却法の探求

利用库仑固体固溶特性探索新型多价离子冷却方法

• 批准号: 14658129
• 负责人: 家富 洋
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658129/
• 关键词: クーロン固溶体; 相図; 相分離; 弾性定数; 星振; イオントラップ; 多価イオン; レーザー冷却

クーロン相互作用でイオンが強く結合したプラズマは白色矮星などの高密度星内部で,実験室系ではレーザー冷却されたイオントラップ系で実現されている.本研究によって得られた,2種のイオンが負電荷一様背景中で不規則に固溶した固体(クーロン固溶体)の相分離に対する安定性およびその弾性的性質についての詳しい解析結果が公刊された.今年度混合安定性についての解析をさらに進め,電荷比が約6以上で大きな電荷をもったイオンの組成比0.2近傍においてもっとも混合相が安定化することを見いだした.ローレンスリバモア国立研究所ではBe^{+}とXe^{+44}とからなるイオントラップ系のレーザー冷却実験が最近行われた(L.Gruber, Phys.Rev.Lett., vol.86,pp.636-639,2001).その実験では組成比が非常に小さいXeイオンが中心部に集中し,レーザー冷却のターゲットであるBeイオンがXeイオンを取り囲むように相分離が生じた.本研究の結果に照らしてみるとXeイオンの組成比を最適値0.2に近づけることによってXeイオンに対する間接冷却の効率が格段に改善される可能性があることが分かる.今後,そのようなイオントラップ系におけるプラズマ相特性の解明とともに多価イオンを間接冷却する有効性について分子動力学シミュレーションによって定量的に検討する.付け加えて白色矮星の内部でクーロン結晶が実現されているとの観測事実がつい最近報じられた(朝日新聞,2004年2月19日).これは高齢の白色矮星の振動を詳細に分析することに拠っている.観測精度の向上とともに本研究で得られたクーロン固溶体の弾性定数についての知見が白色矮星の内部状態の解明に大いに役立つものと期待される.

具有库仑相互作用的强离子结合的等离子体在高密度的星星（如白色矮人）和实验室系统，激光冷却的离子陷阱系统中实现。这项研究发布了对本研究获得的固体（库仑固体溶液）的稳定性和弹性特性的详细分析，以及本研究获得的固体（库仑固体溶液）的弹性特性。我们进一步研究了今年的混合稳定性，发现混合相的组成比约为6或更多，最接近的0.2稳定。 Laurence Livermore国家实验室最近最近在一个由BE^{+}和Xe^{+44}组成的离子陷阱系统上进行了激光冷却实验（L. Gruber，物理学，物理学牧师。离子在这项研究的结果中，很明显，通过将Xe离子组成比率更接近0.2的最佳值，我们将在未来显着改善XE离子的效率。最近，最近报道了使用分子动力学模拟对多载离子进行间接冷却。在附属上，最近报道了库仑晶体在白色矮人之内实现的观察事实（2004年2月19日，阿萨西·辛本（Asahi Shimbun）。这是基于对衰老白色dwarf的详细分析的详细分析。在这项研究中获得的库仑固体溶液将在阐明白矮星的内部状态非常有用。

项目成果

H.Kikuchi: "Collaborative Simulation Grid : Multiscale Quantum-Mechanical/Classical Atomistic Simulations on Distributed PC Clusters in the US and Japan"Proc.Supercomputing 2002 (IEEE Computer Society Press). 1-8 (2002)

H.Kikuchi：“协作模拟网格：美国和日本分布式 PC 集群上的多尺度量子力学/经典原子模拟”Proc.Supercomputing 2002（IEEE 计算机协会出版社）。

T.Igarashi: "Phase characteristics and elastic properties of binary Coulomb compounds"Journal of Physics A : Mathematical and General. (発表予定).

T.Igarashi：“二元库仑化合物的相特征和弹性性质”物理学杂志A：数学与综合（待出版）。