奥地拓生 复合原子力科学研究所教授、梅田悠平 复合原子力科学研究所?日本学術振興会特別研究員、瀬戸雄介 神戸大学講師、富岡尚敬 海洋研究開発機構主任研究員、宮西宏併 理化学研究所研究員、籔内俊毅 高輝度光科学研究センター主幹研究員、尾崎典雅 大阪大学准教授らの研究グループは、太陽系の天体衝突が記録された結晶の原子配列が生成する過程を、世界で初めて実験で計測しました。
今から46亿年前に、诞生したばかりの太阳の周囲で无数の小天体が衝突と合体を繰り返した结果として地球型の惑星が形成されました。これらの小天体では衝撃圧缩により构成物质の変化が起きたと考えられており、その痕跡である高密度の原子配列が陨石を构成する结晶に残されました。本研究では、この高密度の配列のできかたを超高速のコマ送り动画として计测しました。フォーカスしたレーザーパルスを结晶に打ち込んで衝撃圧缩を引き起こし、その直后に同じ场所にフォーカスしたフェムト秒齿线パルスを照射して、変わりつつある原子配列を齿线回折法で记録しました。このような短时间の圧缩において、その开始からわずか1亿分の1秒后に高密度の配列が生成することがわかりました。この速さは従来の见解を覆すものです。小天体の衝突においても短时间の衝撃圧缩が频繁に起きているため、その记録が陨石や小惑星サンプルリターン试料に残された可能性は高いといえます。それらを丁寧に探してゆけば、地球の诞生に至る初期太阳系の歴史を具体的に描けるようになると期待されます。
本研究成果は、2021年7月14日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。そして、同誌のEditors’ Highlightに選ばれました（9月13日現在）。
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Takuo Okuchi, Yusuke Seto, Naotaka Tomioka, Takeshi Matsuoka, Bruno Albertazzi, Nicholas J. Hartley, Yuichi Inubushi, Kento Katagiri, Ryosuke Kodama, Tatiana A. Pikuz, Narangoo Purevjav, Kohei Miyanishi, Tomoko Sato, Toshimori Sekine, Keiichi Sueda, Kazuo A. Tanaka, Yoshinori Tange, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Toshinori Yabuuchi, Makina Yabashi , Norimasa Ozaki (2021). Ultrafast olivine-ringwoodite transformation during shock compression. Nature Communications, 12:4305.
