原子?分子の动きを1000万分の1秒単位でより详细に観察する手法を开発

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齋藤真器名 原子炉実験所助教、増田亮 同研究員、瀬戸誠 同教授、依田芳卓 高輝度光科学研究センター主幹研究員らの研究グループは、大型放射光施設SPring-8を用いて、1000万分の1秒(100ナノ秒)単位で原子?分子の運動の様子をより詳細に観測する手法を確立しました。

本研究成果は、2017年10月2日午後6時に英国の科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。

研究者からのコメント

1000万分の1秒単位で原子?分子がどのように动いているか知ることができれば、例えばゴムや液晶、ガラスが原子?分子の运动性に基づく独自の性质を持つ根本的な理由を説明することが可能になります。更に、様々な物质や材料の理论的な改良?开発を通して产业応用へ贡献することができるでしょう。

概要

物质中では原子?分子は様々な运动をしており、この动きが物质の性质や机能を决めるうえで重要な役割をしていることがあります。そもそも原子?分子は非常に小さいため目に见える光では见えず、その运动を光で见るためには齿线やガンマ线という高エネルギーの光を使う必要があります。また、运动の起こる时间は非常に短いため、通常の动画撮影のように観测することはできません。このような制约のため、原子や分子の运动の全貌を理解することは现在でも困难です。

これまでの原子?分子の运动测定には、単色のガンマ线を用いた準弾性散乱法という方法が用いられてきました。本研究では、新たに多色のガンマ线を同时に用いて観测することで、これまでよりも原子?分子の运动を条件によっては10倍以上迅速かつ高精度に测定できることを実証しました。

図:原子?分子の动きから、身近な物质の性质を详细に调べられる。様々な材料から生体组织のモデル系まで応用范囲は広い。

详しい研究内容について

书誌情报

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Makina Saito, Ryo Masuda, Yoshitaka Yoda & Makoto Seto (2017). Synchrotron radiation-based quasi-elastic scattering using time-domain interferometry with multi-line gamma rays. Scientific Reports, 7, 12558.