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2016年5月31日 (火)

ハイパワーレーザーで絶縁体が瞬時に液体金属に!

2016年5月24日 大阪大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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本研究成果のポイント
 
・ハイパワーレーザーで生成した
 超高圧超高温の極限状態で、
 絶縁体化合物※1 である物質が
 瞬時に液体金属※2 になり、
 その際の振る舞いを表す状態方程式※3
 を発見。
 
・再現が難しい巨大惑星深部に対応する
 超高圧・超高温の環境を
 本学のレーザー施設(激光XII号)※4 で
 再現。
 
・系外巨大惑星※5 内部構造の解明や
 レーザー加工のスマート化※6 へ
 繋がる貴重な成果。
 
 
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リリース概要
 
 大阪大学大学院工学研究科の
尾崎典雅准教授、兒玉了祐教授、
および熊本大学パルスパワー科学研究所の
真下茂教授らは、
米ハーバード大学のW. Nellis 博士、
米サンディア国立研究所のM.Knudson 博士、
スウェーデン・ウプサラ大学のR.Ahuja 教授
らとの共同研究で、
大阪大学レーザーエネルギー学
研究センターのハイパワーレーザー
激光XII号(図1)などを用いて、
1千万気圧※7 、1万度といった
超高圧力・超高温度下で絶縁体化合物が
瞬時に液体金属状態となることを
明らかにしました。
 
 レーザーショック※8 という
“光の集中性”を利用した方法によって、
1千億分の1秒※9 という極めて短い時間で
化学結合が切断され、同時に
原子間の距離が急激に縮み、
超高圧超高温の原子スープ※10
とも呼べるような液体金属状態が
生成されます。
 
 そして、圧力と温度の上昇に伴って、
化合物の構成元素や化学結合の種類に
起因するいわゆる“物質の個性”は
徐々に失われていくこと、
そして最終的に多くの液体金属の
振る舞いが非常に単純な共通の方程式
(状態方程式)に従うことを
明らかにしました。
 
 この超高圧高温の液体金属に関する
研究成果は、レーザープロセス(加工)の
スマート化から、太陽系内外の
巨大惑星内部や、
核融合ターゲットプラズマ※11 の
振る舞いの理解などに繋がる重要なもの
になります。
 
 本研究成果は、平成28年5月19日(木)
18時(日本時間)に
英国Nature Publishing Group の
Scientific Reports誌にて公開されました。
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>ハイパワーレーザーで生成した
>超高圧超高温の極限状態で、
>絶縁体化合物※1 である物質が
>瞬時に液体金属※2 になり、
>その際の振る舞いを表す状態方程式※3
>を発見。
 と言うのがポイントのように思います。
 
 
>これまで極めて複雑と思われてきた
>高エネルギー物質状態を、
>より単純に分類したり理解したり
>できることが証明されたことにより、
>高出力レーザープロセスの
>さらにスマートな制御による
>加工の効率化や、
>太陽系外で次々に見つかる巨大惑星の
>内部構造や進化過程の解明、
>レーザー核融合発電実現に向けた
>高密度プラズマの振る舞いの予測
>などにも繋がる有用な知見であると
>考えられます。
 有用な知見らしい。
 
 今後の発展に期待です。

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