【プレスリリース】電子を加速し、質量を２倍以上にする事に成功

【プレスリリース】電子を加速し、質量を２倍以上にする事に成功

ディラック電子の特殊相対論的な振る舞いを利用しテラヘルツ波により物質中の電子を「光速」近くまで加速

横浜国立大学大学院工学研究院の武田淳教授・片山郁文准教授・南康夫助教、物質・材料研究機構 MANA-ナノシステム分野の長尾忠昭グループリーダーらの研究チームは、物質内の電子[注1]をテラヘルツ波[注2]によって「光速」近くまで加速させ、その質量を2倍以上に大きくすることに成功しました。

通常、荷電粒子は、大型加速器を用いない限り相対論的速度（光速に近い速度）まで加速させることができません。本研究では、高い強度のテラヘルツ波をビスマス[注3]に照射し、内部の電子を大きく揺さぶりました。そして、ビスマス内の電子（ディラック電子）の運動が特殊相対論[注4]によって記述されることを利用し、テラヘルツ波により、サブピコ秒[注5]毎に電子の速さ、位置、質量などを調べました。その結果、ビスマス内の電子は特殊相対論で言うところの「光速」[注6]の89%まで瞬間的に加速され、質量は2.4倍に増加することがわかりました。ビスマスの場合、この「光速」は真空中の光速の1000分の1程度であり、電子の加速に大掛かりな加速器を必要としない点が特徴です。また、今回の研究により、電子がビスマス内を運動する法則と物体が宇宙を運動する法則とが似ていることを突き止め、より直感的に電子の運動をとらえることができるようになりました。

本研究成果は2015年11月2日（英国時間）発行のネイチャー・パブリッシング・グループの学術誌「Scientific Reports」に掲載されました。http:// www.nature.com/articles/srep15870 にアクセスすればどなたでも閲覧可能ですので、是非本文もご覧ください。なお、本研究は科学研究費補助金（課題番号20671002, 23104713, 23241034, 23760045, 25104712, 25800177）の支援のもとに行われました。





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(担当：総務部広報・渉外課)



