理科大、電子と陽電子のペア「ポジトロニウム」の回折現象を初観測
東京理科大学(理科大)は1月9日、電子とその反粒子である陽電子が「クーロン力」で引き合ってできた水素原子様の中性粒子「ポジトロニウム」のビームをグラフェン薄膜に入射させることで、同粒子の回折現象を初めて観測することに成功したと発表した。
(以下略、続きはソースでご確認ください)
マイナビニュース 2026/01/13 10:50
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20260113-3966943/
探検
理科大、電子と陽電子のペア「ポジトロニウム」の回折現象を初観測 [すらいむ★]
1すらいむ ★
2026/01/13(火) 20:58:06.84ID:Izl82xJr2名無しのひみつ
2026/01/13(火) 21:30:01.33ID:U5bRf4kf 反物質なわけで対消滅しないんか
4名無しのひみつ
2026/01/13(火) 23:52:42.52ID:0w0I5ufJ エキシトンみたいなやつかな
釣り合うことはできるから
当分は存在できそうではあるが
釣り合うことはできるから
当分は存在できそうではあるが
2026/01/14(水) 05:16:59.68ID:UVEJoqc3
6名無しのひみつ
2026/01/14(水) 07:37:35.24ID:X82S3i9o ん?反粒子をしばらく保管出来んのか?
7名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:42:36.18ID:PSRpuXu2 陽電子は正の電荷を持つため、電子と束縛しあって電気的に中性なポジトロニウムを構成する。同粒子は水素原子に類似するが、質量はその1/1000程度と極めて軽い。粒子内の電子と陽電子は、125ピコ秒または142ナノ秒といった極短時間で対消滅してガンマ線へと変化する。この現象は、「ポジトロニウムの自己消滅」と呼ばれる。
8名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:43:47.18ID:PSRpuXu29名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:44:58.88ID:PSRpuXu2 ポジトロニウムは、量子力学的には通常の水素原子と同様に波動関数で表すことが可能で、干渉も起こすと推測されている。しかし、これまで同粒子をビーム化し、干渉効果を観測する研究は行われてこなかった。そこで研究チームは今回、自らが開発した高品質の同粒子のビームをグラフェン薄膜に入射させ、同粒子が電子同様に結晶特有の回折を示すのかを確かめることを目指したという。
結晶構造を調べる代表的な手法にX線結晶構造解析がある。結晶に入射したX線が原子で散乱され、特定の角度で強め合う干渉を起こすことで回折波として現れるため、これを解析すれば原子の配列が判明する仕組みだ。これは、電子でも同様に起きることが知られている。
しかし、ポジトロニウムは電気的に中性であるため、生成後は電場による加速が不可能な点が課題となる。そこで研究チームでは、ポジトロニウムにもう1つ電子を束縛させた「ポジトロニウム負イオン」を利用して加速する手法を開発。これは、加速後にレーザー光で電子を脱離させることで、必要なエネルギーを持つポジトロニウムビームが生成される仕組みである。
今回の研究では、2.3keVまたは3.3keVのエネルギーを持つポジトロニウムビームが生成された。これを炭素原子数層分の厚さしかない2次元物質グラフェン(今回は2原子層の薄膜)に入射させ、反対側に透過したポジトロニウムの観測が行われた。
結晶構造を調べる代表的な手法にX線結晶構造解析がある。結晶に入射したX線が原子で散乱され、特定の角度で強め合う干渉を起こすことで回折波として現れるため、これを解析すれば原子の配列が判明する仕組みだ。これは、電子でも同様に起きることが知られている。
しかし、ポジトロニウムは電気的に中性であるため、生成後は電場による加速が不可能な点が課題となる。そこで研究チームでは、ポジトロニウムにもう1つ電子を束縛させた「ポジトロニウム負イオン」を利用して加速する手法を開発。これは、加速後にレーザー光で電子を脱離させることで、必要なエネルギーを持つポジトロニウムビームが生成される仕組みである。
今回の研究では、2.3keVまたは3.3keVのエネルギーを持つポジトロニウムビームが生成された。これを炭素原子数層分の厚さしかない2次元物質グラフェン(今回は2原子層の薄膜)に入射させ、反対側に透過したポジトロニウムの観測が行われた。
10名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:47:04.46ID:PSRpuXu211名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:48:57.78ID:PSRpuXu2 今回の研究により、ポジトロニウムがグラフェンの炭素原子による量子干渉が観測されたことで、新たな研究に道が拓かれたとする。その鍵となった成果としてはまず、ポジトロニウムがX線や電子と同様に結晶の構造解析に利用可能であることが示された点が挙げられるとのこと。ポジトロニウムを極低角度で試料表面に入射させれば、内部に侵入せずに全反射するため、最表面層の結晶構造に関する回折信号を得られるとした。
次に、ポジトロニウムの波動関数の干渉が示されたことで、同粒子の新たな基礎研究への希望が見えてきたという。その1つが、未踏の領域であるポジトロニウムに対する重力測定だ。これまで電子や陽電子では重力場を受けるのか否かを確認する実験は行われてこなかった。実験環境下で受ける電気的な力が重力よりも桁違いに強く、重力効果をかき消してしまうためだ。それに対し、今回の成果を利用してポジトロニウム干渉計を開発することで、同粒子が地球の重力場でどのように運動するのかを観測するアイデアが現実味を帯びてきたとしている。
次に、ポジトロニウムの波動関数の干渉が示されたことで、同粒子の新たな基礎研究への希望が見えてきたという。その1つが、未踏の領域であるポジトロニウムに対する重力測定だ。これまで電子や陽電子では重力場を受けるのか否かを確認する実験は行われてこなかった。実験環境下で受ける電気的な力が重力よりも桁違いに強く、重力効果をかき消してしまうためだ。それに対し、今回の成果を利用してポジトロニウム干渉計を開発することで、同粒子が地球の重力場でどのように運動するのかを観測するアイデアが現実味を帯びてきたとしている。
12名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:50:22.45ID:PSRpuXu213名無しのひみつ
2026/01/14(水) 08:54:12.88ID:PSRpuXu2 【物理】“歩く液滴”で量子力学の奇妙な現象「AB効果」を再現 古典力学でも観察 米MITなど [すらいむ★]
2026/01/13(火) 20:59:36.09
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1768305576/
研究者は今まで何をしていたのかがコメントから判明するのか?
2026/01/13(火) 20:59:36.09
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1768305576/
研究者は今まで何をしていたのかがコメントから判明するのか?
15名無しのひみつ
2026/01/14(水) 12:28:31.53ID:MQcx2ViN >>14
蛍光灯、発光LED、オーロラなど様々
蛍光灯、発光LED、オーロラなど様々
16名無しのひみつ
2026/01/14(水) 12:44:01.60ID:YgfgfAjjレスを投稿する
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