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ミュオンスピン回転（ミュオンスピンかいてん、略称：μSR; ミューエスアール）とはミュオンスピン回転/緩和/共鳴法の総称であり、スピン偏極したミュオン（ミューオン、ミュー粒子とも呼ばれる） を物質に注入し、ミュオンスピンの感じる内部磁場の大きさや揺らぎを実時間で捕らえることにより物質の様々な性質を明らかにする手法であり、核磁気共鳴 (NMR) などと類似の有力な物性研究の手段である。 == 原理 == ミュオンはパイ中間子の自然崩壊（平均寿命26ナノ秒）で生成するが、この崩壊過程は弱い相互作用によるためパリティが保存されず、結果としてミュオンのスピンは生成時の運動方向にほぼ100%偏極している。従って、パイ中間子の崩壊時に一定の方向に飛び出すミュオンを集めることにより、自然に100%スピン偏極したイオンビーム（粒子線）を得ることができる。ミュオンスピン回転法ではこのようにスピン偏極したミュオンを調べたい試料に注入し、注入した時刻を時間原点としてミュオンスピンの運動を観察する。 ミュオンはスピン1/2の粒子であるため、物質内部では磁場のみを感じてスピン（磁気モーメント）が回転運動をする。この回転運動（ラーモア歳差運動）の周波数はミュオンの位置における磁場に比例するので、回転周波数から直ちにミュオンが感じている磁場を知ることができる。この比例係数を磁気回転比（gyromagnetic ratio）と呼び、ミュオンでは 135.53 MHz/T である。この値は他のいかなる核磁気モーメントが持つ値と比べても大きく、ミュオンが試料の内部磁場に敏感である理由の一つとなっている。 ミュオンスピンの運動は、ミュオンが自然崩壊して放出される高エネルギーの陽電子を検出することにより観察される。この崩壊過程も弱い相互作用（平均寿命2.2マイクロ秒）によるもので、陽電子は崩壊時のミュオンスピンの向きに対して大きく非対称な空間分布を持って放出される。もちろん一つのミュオンは一回の崩壊時にその瞬間のスピンの向きを教えてくれるのみであるが、多数のミュオンを試料に注入して、様々な時刻に崩壊するミュオンを観察することで、ミュオンスピンの時間発展の全体像を知ることができる。具体的には、スピンの回転面上に小さな立体角を持つ陽電子カウンター（検出器）を配置し、その陽電子計数率がミュオンスピンの運動に伴って時間とともに増減する様子を観測する。 このように、ミュオンスピン回転法を物性研究に用いるためには多数のミュオンを供給できる施設が不可欠である（宇宙線のような強度では実用にならない）が、この目的のために中間子工場と呼ばれる加速器施設が世界数カ所に建設され、その利用が研究者に開放されている。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「ミュオンスピン回転」の詳細全文を読む 英語版ウィキペディアに対照対訳語「 Muon spin spectroscopy 」があります。 スポンサード リンク
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