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2016年8月13日 (土)

高圧氷に新たな秩序状態を発見~ 氷の五大未解決問題の一つを解決 ~

平成28年7月4日
東京大学 大学院理学系研究科・理学部
一般財団法人総合科学研究機構
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
J-PARCセンター
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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発表のポイント
 
○大強度陽子加速器施設 (J-PARC) 、
 物質・生命科学研究施設 (MLF) にある
 超高圧中性子回折装置PLANETを用いて
 低温高圧下で存在する氷XV相の
 直接観察に成功した。
 
○その結果、氷XV相は異なる水素配置が
 混合した“部分秩序状態”にあることを
 初めて明らかにし、氷研究における
 五大未解決問題の一つを解決した。
 
○発見した部分秩序状態は、
 氷XV相だけでなく他の形の氷でも
 発見される可能性があり、
 氷の多様性の理解に新たな視点を
 与えるものである。
 
 
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発表概要
 
 我々の身の回りでもっとも身近な結晶
とも言える氷ですが、今でも解決されて
いない多くの研究課題があります。
 
 氷には17種類もの多形
(異なる構造の氷) があることが知られて
いますが、高圧低温状態で現れるとされる
氷XV相の構造と性質には多くの矛盾があり、
氷の未解決問題の一つとなっていました。
 
 東京大学大学院理学系研究科
小松一生准教授、鍵裕之教授らの
研究グループは日本原子力研究開発機構
J-PARCセンター、
総合科学研究機構 中性子科学センター
との共同研究で氷XV相の低温高圧下で
中性子回折の直接観察を行い、
氷XV相が異なる水素配置を持つ
複数のドメインからなる部分秩序相
であることを明らかにしました。
 
 この結果は氷XV相に関する過去の研究の
矛盾点を解消でき、
さらに、氷の多形において秩序相、
無秩序相に加え、部分秩序相という
第3の状態を考慮に入れる必要があること
を示唆するもので、氷研究における
パラダイムシフトとなる可能性が
あります。
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 「氷の五大未解決問題の一つを解決 」
だそうです。
 未解決問題、いろいろありますね。
 
 
>本研究は、氷の構造の認識に
>新たな視点を与え、氷という最も身近で
>最も奇妙な物質の理解に大きく貢献する
>ものです。
 
 氷は、最も身近で最も奇妙な物質なんだ
そうです。
 
 未知なものが限りなくある。
ということは、科学の探求する対象も
又、限りなくあるということですね。

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