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1
Effect of flavin compounds on uranium(VI) reduction- kinetic study using electrochemical methods with UV-vis spectroscopy
山崎 信哉*; 田中 万也; 香西 直文; 大貫 敏彦
Applied Geochemistry, 78, p.279 - 286, 2017/03
環境中において、水溶性の六価ウランから難溶性の四価ウランへの還元反応はウランの移動度が劇的に変化するため、重要な反応である。本研究では、嫌気性微生物に由来し酸化還元能を有するフラビン化合物が六価ウラン還元反応に与える影響を電気化学的手法を用いて検討した。フラビンを電気化学的に還元すると、フラビンから六価ウランに電子が移動して四価ウランになることが紫外可視吸収スペクトルから確かめられた。また電気化学測定の結果から、フラビンから六価ウランへの電子移動速度を決定した。また、フラビン化合物が存在することで、六価ウランの見かけ上の還元電位が0.2V上昇し、より還元されやすくなることが新たに分かった。
2
Gyroscopic $$g$$ factor of rare earth metals
緒方 裕大; 中堂 博之; 小野 正雄; 針井 一哉; 松尾 衛; 前川 禎通; 齊藤 英治
Applied Physics Letters, 110(7), p.072409_1 - 072409_4, 2017/02
We develop the $$in$$ $$situ$$ magnetization measurement apparatus for observing the Barnett effect consisting of a fluxgate sensor, high speed rotor with frequencies of up to 1.5 kHz, and magnetic shield at room temperature. The effective magnetic field (Barnett field) in a sample arising from rotation magnetizes the sample and is proportional to the rotational frequency. The gyroscopic $$g$$ factor, $$g'$$, of rare earth metals, in particular, Gd, Tb and Dy were estimated to be 2.00$$pm$$0.08, 1.53$$pm$$0.17, and 1.15$$pm$$0.32, respectively, from the slopes of the rotation dependence of the Barnett field. This study provides a technique to determine the $$g'$$ factor even in samples where the spectroscopic method may not be available.
3
Research progress at the Slow Positron Facility in the Institute of Materials Structure Science, KEK
兵頭 俊夫*; 和田 健*; 望月 出海*; 木村 正雄*; 峠 暢一*; 設楽 哲夫*; 深谷 有喜; 前川 雅樹*; 河裾 厚男*; 飯田 進平*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 791(1), p.012003_1 - 012003_8, 2017/02
本論文では、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所(IMSS)低速陽電子実験施設(SPF)で得られた最近の成果を報告する。全反射高速陽電子回折(TRHEPD)実験では、ルチル型TiO$$_{2}$$(110)($$1times2$$)表面、Cu(111)およびCo(0001)基板上のグラフェン、Al(111)基板上のゲルマネンの構造を明らかにした。ポジトロニウム負イオン(Ps$$^{-}$$)ステーションでは、Ps$$^{-}$$の共鳴状態の観測に成功した。ポジトロニウム飛行時間測定(Ps-TOF)ステーションでは、ポジトロニウムの生成効率の増大とポジトロニウム生成・放出過程におけるエネルギー損失を観測した。陽電子ビームラインにパルスストレッチングセクションが導入され、陽電子ビームのパルス幅が1.2$$mu$$sから20msまで可変になった。
4
Influence of lattice structure on multipole interactions in $$Gamma_3$$ non-Kramers doublet systems
久保 勝規; 堀田 貴嗣*
Physical Review B, 95(5), p.054425_1 - 054425_6, 2017/02
We study the multipole interactions between $$f^2$$ ions with the $$Gamma_3$$ non-Kramers doublet ground state under a cubic crystalline electric field. We construct the $$Gamma_3$$ doublet state of the electrons with the total angular momentum $$j=5/2$$. By applying the second-order perturbation theory with respect to the intersite hopping, we derive the multipole interactions. We obtain a quadrupole interaction for a simple cubic lattice, an octupole interaction for a bcc lattice, and both quadrupole and octupole interactions for an fcc lattice. We also discuss general tendencies of the multipole interactions depending on the lattice structure by comparing the results with those for the $$Gamma_8$$ quartet systems of $$f^1$$ ions.
5
Two-body wave functions and compositeness from scattering amplitudes; General properties with schematic models
関原 隆泰
Physical Review C, 95(2), p.025206_1 - 025206_16, 2017/02
For a general two-body bound state in quantum mechanics, both in the stable and decaying cases, we establish a way to extract its two-body wave function in momentum space from the scattering amplitude of the constituent two particles. As a result, the two-body wave functions from the Lippmann-Schwinger equation coincides with that from the Schrodinger equation for an energy-independent interaction. Of special interest is that the two-body wave function from the scattering amplitude is automatically scaled; the norm of the two-body wave function, to which we refer as the compositeness, is unity for an energy-independent interaction, while the compositeness deviates from unity for an energy-dependent interaction, which can be interpreted to implement missing channel contributions.
6
Variational wavefunction for the periodic Anderson model with onsite correlation factors
久保 勝規; 大西 弘明
Journal of the Physical Society of Japan, 86(1), p.013701_1 - 013701_4, 2017/01
 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)
We propose a variational wavefunction containing parameters to tune the probabilities of all the possible onsite configurations for the periodic Anderson model. We call it the full onsite-correlation wavefunction (FOWF). This is a simple extension of the Gutzwiller wavefunction (GWF), in which one parameter is included to tune the double occupancy of the $$f$$ electrons at the same site. We compare the energy of the GWF and the FOWF evaluated by the variational Monte Carlo method and that obtained with the density-matrix renormalization group method. We find that the energy is considerably improved in the FOWF. On the other hand, the physical quantities do not change significantly between these two wavefunctions as long as they describe the same phase, such as the paramagnetic phase. From these results, we not only demonstrate the improvement by the FOWF, but we also gain insights on the applicability and limitation of the GWF to the periodic Anderson model.
7
One-dimensional spinon spin currents
廣部 大地*; 佐藤 正寛*; 川股 隆行*; 塩見 雄毅*; 内田 健一*; 井口 亮*; 小池 洋二*; 前川 禎通; 齊藤 英治
Nature Physics, 13(1), p.30 - 34, 2017/01
 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)
Quantum spin fluctuation in a low-dimensional or frustrated magnet breaks magnetic ordering while keeping spin correlation. Such fluctuation has been a central topic in magnetism because of its relevance to high-Tc superconductivity and topological states. However, utilizing such spin states has been quite difficult. In a one-dimensional spin-1/2 chain, a particle-like excitation called a spinon is known to be responsible for spin fluctuation in a paramagnetic state. Spinons behave as a Tomonaga-Luttinger liquid at low energy, and the spin system is often called a quantum spin chain. Here we show that a quantum spin chain generates and carries spin current, which is attributed to spinon spin current. This is demonstrated by observing an anisotropic negative spin Seebeck effect along the spin chains in Sr$$_{2}$$CuO$$_{3}$$. The results show that spin current can flow even in an atomic channel owing to long-range spin fluctuation.
8
イオン交換能を有する金属分離試薬の開発とそれを固定化した金ナノ粒子による比色分析法への展開
下条 晃司郎
日本イオン交換学会誌, 28(1), p.1 - 10, 2017/01
本総説は平成28年度日本イオン交換学会進歩賞の研究内容をまとめたものである。産業廃棄物などに含まれる有用金属の分離回収および有害金属の除去・検出を効率的に行うには、高い選択性を有する金属分離試薬の開発が必要である。我々は新規金属分離試薬として、ジグリコールアミド酸(DGAA)型配位子を開発した。この試薬はアミド基とカルボン酸をエーテル鎖で連結した三座配位構造を有し、市販の配位子より優れた金属分離能をもつ。また、1ステップで簡便に合成が可能でコストパフォーマンスにも優れている。本稿では、DGAA型配位子の56種の金属イオンに対する抽出特性、希土類金属の抽出分離、および有害金属の除去について解説する。さらに、DGAA型配位子と金結合性ペプチドを融合した配位子融合ペプチドを用いて、DGAA固定化金ナノ粒子をワンポットで合成する手法を開発し、有害金属イオンを色の変化で高感度に検出できるイオン交換比色センサーに展開したので紹介する。
9
Search for the $$0^{--}$$ Glueball in $$Upsilon(1S)$$ and $$Upsilon(2S)$$ decays
Jia, S.*; 谷田 聖; Belle Collaboration*; 他170名*
Physical Review D, 95(1), p.012001_1 - 012001_13, 2017/01
 パーセンタイル:0(Astronomy & Astrophysics)
We report the first search for the $$J^{PC}=0^{--}$$ glueball in $$Upsilon(1S)$$ and $$Upsilon(2S)$$ decays with data samples of $$(102pm2)$$ million and $$(158pm4)$$ million events, respectively, collected with the Belle detector. No significant signals are observed in any of the proposed production modes, and the 90% credibility level upper limits on their branching fractions in $$Upsilon(1S)$$ and $$Upsilon(2S)$$ decays are obtained. The inclusive branching fractions of the $$Upsilon(1S)$$ and $$Upsilon(2S)$$ decays into final states with a $$chi_{c1}$$ are measured to be $$B(Upsilon(1S) to chi_{c1} + {rm anything} = (1.90 pm 0.43 ({rm stat.}) pm 0.14 ({rm syst.})) times 10^{-4}$$ with an improved precision over prior measurements and $$B(Upsilon(2S) to chi_{c1} + {rm anything} = (2.24 pm 0.44 ({rm stat.}) pm 0.20 ({rm syst.})) times 10^{-4}$$ for the first time.
10
JAEA-Tokai tandem annual report 2013; April 1, 2013 - March 31, 2014
研究炉加速器管理部
JAEA-Review 2016-025, 101 Pages, 2016/12
原子力機構-東海タンデム加速器は、重イオンを用いた原子核科学や物質科学等様々な分野において原子力機構の職員をはじめ、大学や研究機関、民間企業の研究者に利用されている。本年次報告は、2013年4月1日から2014年3月31日までの期間に、当施設のタンデム加速器を用いて実施された研究活動の要約をまとめたものである。総数31件の要約を以下の7分野に分類した;(1)加速器の運転状況、(2)原子核構造、(3)原子核反応、(4)核化学、(5)原子核理論、(6)原子物理および固体物理、(7)材料の照射効果。また、発表論文と会議での口頭発表、タンデム加速器に関係する技術者と研究者, 委員会, 大学等との共同研究課題および施設共用課題等の一覧を掲載した。
11
Chemical properties of rutherfordium (Rf) and dubnium (Db) in the aqueous phase
永目 諭一郎; Kratz, J. V.*; Sch$"a$del, M.*
EPJ Web of Conferences (Internet), 131, p.07007_1 - 07007_8, 2016/12
Recent studies of the chemical separation and characterization experiments of superheavy elements, rutherfordium (Rf) and dubnium (Db), conducted atom-at-a-time in aqueous phases, are reviewed. A short description on experimental techniques based on partition methods, specifically automated rapid chemical separation systems, is also given. A newly developed experimental approach to investigate single atoms of the heaviest elements with an electrochemical method is introduced. Perspectives for aqueous-phase chemistry experiments on heavier elements are briefly discussed.
12
First ionization potential of the heaviest actinide lawrencium, element 103
佐藤 哲也; 浅井 雅人; Borschevsky, A.*; Stora, T.*; 佐藤 望*; 金谷 佑亮; 塚田 和明; D$"u$llmann, C. E.*; Eberhardt, K.*; Eliav, E.*; et al.
EPJ Web of Conferences (Internet), 131, p.05001_1 - 05001_6, 2016/12
表面電離イオン化過程におけるイオン化効率は、対象原子の第一イオン化エネルギーに依存することが知られており、この関係を利用することで、イオン化エネルギーを決定することができる。新たに開発したガスジェット結合型表面電離イオン源を用いて、低生成断面積・短寿命のためにイオン化エネルギーが測定されていない重アクチノイド元素フェルミウム, アインスタイニウム, ノーベリウムそしてローレンシウムのイオン化効率を測定することにより、これらの第一イオン化エネルギーを初めて実験的に決定したので報告する。
13
Simultaneous recovery and separation of rare earth elements in ferromanganese nodules by using ${{it Shewanella putrefaciens}}$
藤本 潤; 田中 万也; 渡邊 直子; 高橋 嘉夫*
Hydrometallurgy, 166, p.80 - 86, 2016/12
 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)
本研究では、鉄還元菌を用いた鉄マンガン団塊からの希土類元素回収法について検討を行った。本研究の特長は鉄マンガン団塊の分解と回収が一つの水溶液系において実現できることである。乳酸ナトリウムを電子供与体として鉄還元菌を嫌気的雰囲気下において培養し、鉄マンガン団塊を還元溶解させた。その結果、鉄マンガン団塊の溶解に伴って水溶液中に放出された希土類元素が再度鉄還元菌の細胞表面に吸着することが確認された。pH7の0.5M NaCl溶液を用いた際に希土類元素の吸着量が最大であった。
14
Local fields at nonmagnetic impurity sites in a perovskite $${rm La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3}$$
佐藤 渉*; 小松田 沙也加*; 長 明彦; 佐藤 哲也; 大久保 嘉高*
Hyperfine Interactions, 237(1), p.113_1 - 113_6, 2016/12
局所磁気および構造の研究を目的に、ペロブスカイト型マンガン酸化物$${rm La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_{3}}$$ ($$T_C$$ $$sim$$ 250K)に導入した$$^{111}$$Cd ($$leftarrow$$ $$^{rm 111m}$$Cd)および$$^{111}$$Cd($$leftarrow$$ $$^{rm 111}$$In)プローブ核における磁気超微細場と電場勾配を、時間微分摂動角相関分光法を用いて測定した。77Kの強磁性相において、La/Ca Aサイト上の非磁性$$^{111}$$Cd核では、ごくわずかなsupertransferred magnetic hyperfine field(SMHF)($$<$$0.014T)が明確な電場勾配とともに観察された。この現象は、我々が以前Aサイトの$$^{140}$$Ceプローブ核について測定した大きな磁気超微細場($$B_{hf}$$=6.9T)が、隣接するMnイオンからのSMHFによって配向された4$$f$$スピンの寄与に由来することを示唆している。
15
Azimuthally anisotropic emission of low-momentum direct photons in Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}=200$$ GeV
Adare, A.*; 長谷川 勝一; 今井 憲一; 永宮 正治; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖; PHENIX Collaboration*; 他545名*
Physical Review C, 94(6), p.064901_1 - 064901_14, 2016/12
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)
The PHENIX experiment at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider has measured second- and third-order Fourier coefficients of the azimuthal distributions of direct photons emitted at midrapidity in Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}=200$$ GeV for various collision centralities. Combining two different analysis techniques, results were obtained in the transverse momentum range of $$0.4 < p_T < 4.0$$ GeV/$$c$$. At low $$p_T$$ the second-order coefficients, $$v_2$$, are similar to the ones observed in hadrons. Third-order coefficients, $$v_3$$, are nonzero and almost independent of centrality. These new results on $$v_2$$ and $$v_3$$, combined with previously published results on yields, are compared to model calculations that provide yields and asymmetries in the same framework. Those models are challenged to explain simultaneously the observed large yield and large azimuthal anisotropies.
16
Measurements of double-helicity asymmetries in inclusive $$J/psi$$ production in longitudinally polarized $$p+p$$ collisions at $$sqrt{s}=510$$ GeV
Adare, A.*; 今井 憲一; 長谷川 勝一; 永宮 正治; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖; PHENIX Collaboration*; 他328名*
Physical Review D, 94(11), p.112008_1 - 112008_10, 2016/12
 パーセンタイル:0(Astronomy & Astrophysics)
We report the double-helicity asymmetry, $$A_{LL}^{J/psi}$$, in inclusive $$J/psi$$ production at forward rapidity as a function of transverse momentum $$p_T$$ and rapidity $$|y|$$. The data analyzed were taken during $$sqrt{s}=510$$ GeV longitudinally polarized $$p+p$$ collisions at the Relativistic Heavy Ion Collider in the 2013 run using the PHENIX detector. At this collision energy, $$J/psi$$ particles are predominantly produced through gluon-gluon scatterings, thus $$A_{LL}^{J/psi}$$ is sensitive to the gluon polarization inside the proton. We measured $$A_{LL}^{J/psi}$$ by detecting the decay daughter muon pairs $$mu^+mu^-$$ within the PHENIX muon spectrometers in the rapidity range $$1.2<|y|<2.2$$. In this kinematic range, we measured the $$A_{LL}^{J/psi}$$ to be $$0.012 pm 0.010 ({rm stat}) pm 0.003 ({rm syst})$$. The $$A_{LL}^{J/psi}$$ can be expressed to be proportional to the product of the gluon polarization distributions at two distinct ranges of Bjorken $$x$$: one at moderate range $$x cong 5 times 10^{-2}$$ where recent data of jet and $$pi^0$$ double helicity spin asymmetries have shown evidence for significant gluon polarization, and the other one covering the poorly known small-x region $$x cong 2 times 10^{-3}$$ Thus our new results could be used to further constrain the gluon polarization for $$x < 5 times 10^{-2}$$.
17
On the structure observed in the in-flight $$^{3}$$He($$K^{-}, Lambda p)n$$ reaction at J-PARC
関原 隆泰; Oset, E.*; Ramos, A.*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2016(12), p.123D03_1 - 123D03_27, 2016/12
 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)
In this contribution we theoretically investigate what is the origin of the peak structure observed in the E15 experiment of the in-flight $$^{3}$$He($$K^{-}, Lambda p)n$$ reaction at J-PARC, which could be a signal of the lightest kaonic nuclei, that is, the $$bar{K} N N (I=1/2)$$ state. For the investigation, we evaluate the $$Lambda p$$ invariant mass spectrum assuming two possible scenarios to interpret the experimental peak. One assumes that the $$Lambda(1405)$$ resonance is generated after the emission of an energetic neutron from the absorption of the initial $$K^-$$, not forming a bound state with the remaining proton. The other scenario implies that, after the emission of the energetic neutron, a $$bar{K} N N$$ bound state is formed. Our results show that the experimental signal observed in the in-flight $$^{3}$$He($$K^{-}, Lambda p)n$$ reaction at J-PARC is qualitatively well reproduced by the assumption that a $$bar{K} N N$$ bound state is generated in the reaction, definitely discarding the interpretation in terms of an uncorrelated $$Lambda (1405) p$$ state.
18
全反射高速陽電子回折による金属表面上のグラフェン・シリセンの構造決定
深谷 有喜
表面科学, 37(11), p.547 - 552, 2016/11
本稿では、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法による金属基板上のグラフェンとシリセン(グラフェンのシリコン版)の構造決定について紹介する。グラフェン(シリセン)におけるバックリング(座屈構造)の有無や基板との間隔は、基板上に吸着したグラフェン(シリセン)の物性の起源を調べるうえで重要な因子である。本研究では、TRHEPDの表面敏感性を利用して、CoとCu基板上のグラフェンとAg基板上のシリセンにおけるこれらの構造パラメータを決定した。
19
Spin transport in half-metallic ferromagnets
大沼 悠一; 松尾 衛; 前川 禎通
Physical Review B, 94(18), p.184405_1 - 184405_5, 2016/11
 パーセンタイル:100(Physics, Condensed Matter)
本論文では、有限温度におけるハーフメタル強磁性体のスピン伝導を理論的に調べた。サイドジャンプ機構とスキュー散乱機構から得られるスピンホール伝導度を、久保公式を用いて導出した。その結果、電子マグノン相互作用によって、マイノリティ電子スピンのバンドギャップ中に有限の状態密度が現れ、これによってスピンホール伝導度が得られることを示した。また、スピンホール伝導度が温度の$${3/2}$$乗に比例するため温度変化に敏感であること、それによってスピンホール伝導度がハーフメタル強磁性体のマイノリティスピン状態を調べる手法になりうることを提案した。
20
Measurements of directed, elliptic, and triangular flow in Cu+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}=200$$ GeV
Adare, A.*; 長谷川 勝一; 今井 憲一; 永宮 正治; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖; PHENIX Collaboration*; 他397名*
Physical Review C, 94(5), p.054910_1 - 054910_18, 2016/11
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)
Measurements of anisotropic flow Fourier coefficients ($$v_n$$) for inclusive charged particles and identified hadrons $$pi^{pm}$$, $$K^{pm}$$, $$p$$, and $$bar{p}$$ produced at midrapidity in Cu+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}=200$$ GeV are presented. The data were collected in 2012 by the PHENIX experiment at the Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC). The particle azimuthal distributions with respect to different-order symmetry planes $$Psi_n$$, for $$n=$$1, 2, and 3 are studied as a function of transverse momentum $$p_T$$ over a broad range of collision centralities. Mass ordering, as expected from hydrodynamic flow, is observed for all three harmonics. The charged-particle results are compared with hydrodynamical and transport model calculations. We also compare these Cu+Au results with those in Cu+Cu and Au+Au collisions at the same $$sqrt{s_{NN}}$$ and find that the $$v_2$$ and $$v_3$$, as a function of transverse momentum, follow a common scaling with $$1/(epsilon_n N_{rm part}^{1/3})$$.