線形応答とエントロピー変化(生成) : 不可逆性の熱統計力学的解明 (量子科学における双対性とスケール)

Masuo Suzuki

正直 小澤

卓樹 全

石田 明, 牧和真, R. W. Gladen +9 more

物質優勢宇宙の謎を解明するための反物質重力測定や 511 keV ガンマ線レーザーを実現することを目指し、電子とその反粒子（陽電子）の束縛系であるポジトロニウム (Ps) のボース・アインシュタイン凝縮の実現を試みている。これには①高密度陽電子発生、②高効率 Ps 生成、③Ps 高速冷却、の 3 つの要素技術開発が必要となる。このうち、②および③に関連する Ps 生成材には、(A) Ps 生成（Ps 生成率 50 %以上）、(B) Ps 濃縮+熱化冷却（50—100 nm 程度の細孔）、(C) Ps レーザー冷却（243 nm 紫外光透過率 80 %以上）の 3 つの機能が要求される。シリカ（二酸化ケイ素、SiO2）エアロゲルが候補材料の一つであり、これまでに、Ps 生成率や空孔中での Ps 寿命、Ps 熱化冷却効率などの評価を進め、シリカエアロゲル表面から真空中に放出した Ps のレーザー冷却に成功するなど、その有用性が示されてきた。一方、2P 状態に励起された Ps (2P-Ps) が空孔中で瞬時に消滅してガンマ線になる現象が、Ps-BEC 実現に必要な空孔中での Ps レーザー冷却を阻害するため、その原理解明が喫緊の課題となっている。本講演では、高密度 Ps 生成・冷却手法開発の最新の状況について概要を紹介し、今後の課題とその解決方針について議論する。

Makoto Tsubota

陽 石川, 哲生 小川