原子線（読み）ゲンシセン（英語表記）atomic beam

デジタル大辞泉

げんし‐せん【原子線】

中性原子からなる粒子線。原子や原子核の性質や構造に関する研究に利用される。電子にスピンがあることを示したシュテルン・ゲルラッハの実験は銀の原子線を用いて行われた。原子ビーム。

出典　小学館

日本大百科全書(ニッポニカ)

原子線
げんしせん
atomic beam

中性原子の集団を一定の進行方向に細い線束として走らせたもの。原子ビームともいう。普通、固体や液体から蒸発させた蒸気を、平均自由行程に比べて十分狭いスリット（またはノズル）を何回か通過させてつくる。20世紀の初期のころには、原子線の方法は気体分子運動論の検証のために用いられたが、その後、原子の量子状態の精密測定に応用され、多数の画期的研究を生んだ。O・シュテルンとゲルラハは1922年、銀の原子線が強い不均一磁場中を走ると、これが2本のビームに分離することをみいだし、電子スピンによる方向量子化（角運動量の磁場方向成分が、とびとびの値をとること）の存在を実証した。シュテルンはさらにこの方法を改良して陽子の磁気モーメントの測定に成功し、陽子の異常磁気モーメントを発見した（1933）。ラービは1930年代、原子線の方法をさらに発展させ、磁気共鳴法と組み合わせて、原子核の磁気モーメントの測定法を確立した。1948年クーシュ（クッシュとも表記する）とフォーリーHenry Michael Foley（1917―1982）は、同様の方法により電子の磁気モーメントの精密測定を行い、異常磁気モーメントを発見した。また同年W・E・ラムは、マイクロ波磁気共鳴法を用いて、水素原子の2P_1/2状態と2S_1/2状態の間のエネルギー差（ラム・シフト）を測定した。この二つの発見は、量子電磁力学における朝永(ともなが)‐シュウィンガー理論の実験的根拠を与えた。

　原子線の方法はメーザーにも応用される。水素原子メーザーはその例で、水素原子の基底状態の超微細構造準位のうち、不均一磁場を用いて高い準位にある原子だけを選別することにより反転分布した原子線をつくるものである。この原子線は約1420.4メガヘルツのマイクロ波を発振するメーザーとなり、きわめて精度の高い周波数標準として利用される。また、セシウム原子の超微細構造準位間遷移は「秒」の定義として使用されている。

［鈴木　洋・中村信行　2016年3月18日］

[参照項目] | クーシュ | ゲルラハ | 原子時 | 磁気共鳴 | 磁気モーメント | シュテルン | メーザー | ラービ | ラム

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

化学辞典 第2版

原子線
ゲンシセン
atomic beam

高真空のなかで物質を炉に入れて高温にすると，スリットを通してその物質の原子または分子のビームが得られる．これを原子線または分子線という．原子線や分子線は中性なので，電場や一様磁場では曲げることができないが，磁気モーメントをもっていれば，不均一磁場によって曲げることができる．1924年，シュテルン-ゲルラッハの実験では，Ag(²S_1/2)の原子線を不均一磁場で分裂させ，電子スピンによる磁気モーメントの存在を実証した．しかし，炉から出る原子線の速度は一定ではなく，磁気モーメントの測定としては精度が低いので，磁気共鳴を用いたより精度の高い方法(原子線磁気共鳴法)が考案されている．原子線は，このほか，原子・分子の衝突実験，レーザー分光の実験などに広く使われている．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

原子線
げんしせん
atomic beam

中性原子の線束。原子ビームともいう。気体の原子 (固体，液体の場合は加熱して得られた蒸気) を容器の細孔から噴出させ，狭いスリットを通して得られる。磁気共鳴，メーザー，電波分光，原子衝突，化学反応の研究などに利用される。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

世界大百科事典（旧版）内の原子線の言及

【分子線】より

…高真空中に気体分子を吹き出させ，狭いスリットを何回か通過させてほぼ平行にしたもの。原子線atomic beamは単原子の分子線に相当する。原子線や分子線を利用した研究としては，磁場による銀の原子線分岐を観測し，電子のスピン導入の糸口となったシュテルン=ゲルラハの実験(1921)がよく知られているが，この方法はその後，分子や原子の微細なエネルギー構造を研究する磁気共鳴法へと発展した。…

※「原子線」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」