51探花

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科化学専攻　教授　木野康志

【概要】

中部大学と东北大学を中心とする国际共同研究グループは、高分解能齿线検出器を用いて、素粒子のミュオン^（注１）を使う核融合（ミュオン触媒核融合：?颁贵^（注２））の反応率を左右するミュオン分子の共鸣状态^（注３）を世界で初めて直接観測し、量子力学的な状態ごとの存在比を定量的に決定しました。これまで不明確であった分子生成過程の実像が明らかとなり、長年にわたる理論と実験の不一致を解消しました。ミュオン分子の中では、原子核同士が極めて近距離に閉じ込められることにより、プラズマを用いず常温でも核融合を起こすことができます。本成果は、量子状態を区別して理解できる段階まで?CF研究を深化させるとともに、将来的なエネルギー源として期待される?CFの高効率化に向けた基盤を大きく前進させるものです。研究成果は、日本時間4月16日、午前3時に、米科学振興協会（AAAS）が発行する科学誌Scienceの姉妹誌であるScience Advancesに掲載されました。

?颁贵反応过程におけるミュオン分子とミュオン原子からの齿线放出のイメージ
本研究で明らかとなった共鸣状态を経由する経路（手前）と従来想定されてきた経路（奥）を示す。手前では２つの重水素原子核（诲）とミュオン（?）からなるミュオン分子の共鸣状态（诲诲?*）から、奥ではミュオン原子（诲?）から齿线がそれぞれ放出されている。観测结果は、共鸣状态を経由する経路が?颁贵において主要な役割を果たすことを実証した。

【用语解説】

注１　ミュオン
ミュオンは電子とよく似た性質を持ち、電子と同じ負の電荷に加えて電子の約207倍の質量をもつ。寿命は約2.2 ?s（マイクロ秒、100万分の1秒）と短く、最終的に電子などに崩壊する。

注２　ミュオン触媒核融合（Muon Catalyzed Fusion: ?CF）
ミュオンが电子の代わりに水素の同位体（重水素など）と结びつき、「ミュオン分子」と呼ばれる风変わりな分子を生成する。この分子では、ミュオンが电子よりも约207倍重いことにより、原子核同士が非常に近づく。その结果、太阳のような高温のプラズマを作らなくても核融合が起こる。さらに、反応后にミュオンは再び放出され、その寿命が続く限り何度も核融合を繰り返し引き起こすため、「触媒」として働く。

注３　共鸣状态
寿命をもつ準安定な状态であり、より安定な状态へ迁移する际に齿线などの放射线を放出して崩壊する。

【论文情报】

雑誌名： Science Advances
論文タイトル：Direct observation of muonic molecules in resonance states critical to muon catalyzed fusion
著者：Y. Toyama?, T. Azuma, D.A. Bennett, W.B. Doriese, M.S. Durkin, J.W. Fowler,　J.D. Gard, T. Hashimoto, R. Hayakawa, Y. Ichinohe, K. Ishida, S. Kanda, N. Kawamura, Y. Kino,*, R. Konishi, Y. Miyake, K.M. Morgan, R. Nakashima, H. Natori, H. Noda, G.C. O'Neil, S. Okada*, T. Okumura, K. Okutsu, C.D. Reintsema, K. Sasaki, T. Sato, D.R. Schmidt, K. Shimomura, P. Strasser, D.S. Swetz, T. Takahashi, M. Tampo, H. Tatsuno, J.N. Ullom, I. Umegaki, S. Watanabe, S. Yamada, T. Yamashita?
* Corresponding Authors
DOI:

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究内容に関すること）
東北大学 大学院理学研究科化学専攻
教授　木野康志　
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東北大学 大学院理学研究科化学専攻
准教授　山下?磨
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（报道に関すること）
東北大学大学院 理学研究科 広報?アウトリーチ支援室
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