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 ～

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。