今回の報告は、ダイヤモンドアンビルという小さな装置で、非常に小さい部分でなされた実験でした。その微小部分の結晶を調べるために、世界最大のエネルギーを発生できる、最高の装置で分析しています。
ダイヤモンドアンビルは小さい装置ですが、非常に高圧を発生することができます。ただし、前回紹介したように、高圧を発生は、ダイヤモンドの先端を少し平らにしたところだけです。非常に小さい場でしか高圧を発生できません。できる結晶も非常に小さいものとなります。それでも、ダイヤモンドを使うメリットがあるからです。ダイヤモンド特有の性質があることで、その場観察ができることです。
ダイヤモンドは、硬いだけでなく、透明な結晶です。透明ということは、光を通すことになります。通常の可視光だけでなく、レーザー光線やX線なども通します。レーザー光線は、光を通さない物質を高温にすることができます。また、X線は結晶構造を調べるために利用されています。
レーザー光線を絞れば、小さい部分を高温にすることができます。レーザー光線は比較的小型の装置でも発生できます。レザーポインターを想像すればいいでしょう。もちろん、高温にするために大型になりますが。レーザー光線は、光を似た性質があるので、レンズで絞ることができます。ダイヤモンドは透明ですので、狭い部分であっても、絞ったレーザー光線を当てることで、高温が発生できます。
ダイヤモンドアンビルでは、ダイヤモンドの先端で高圧を発生し、絞ったレーザー光線を当てることで高温にできます。その高温高圧の状態、つまりマントルの条件を、手軽につくり出すことができる装置です。
結晶構造はX線で調べることができ、X線が強ければ強いほど、より詳細に調べられます。小さな結晶の構造を調べるには、X線のビームの直径を小さく絞る必要があります。ここに問題があります。X線のビームを絞ると、断面積に反比例して強度が低くなります。つまり絞れば絞るほどX線の強度は弱まっていきます。
絞ったX線で強度を出すためには、非常に強度の大きい、つまり相当大きなエネルギーをもったX線を発生しなければ、小さく絞ることができません。それを満たすのが、SPring-8なのです。
SPring-8の加速器では、電子を加速して貯蔵することができます。加速した電子を、磁場で曲げると電磁波やX線が発生します。電子が高速であればあるほど、強いX線が発生できます。SPring-8は、周囲1436mもある大きな加速器です。世界最長のもので、発生するエネルギーも世界最大となっています。SPring-8では、X線を1μm以下に絞ることができます。このサイズのX線ビームであれば、ダイヤモンドの先端に、高温高圧でできている状態のままで、結晶の構造を調べることができます。
これが、今回の実験に用いられた装置と仕組みとなります。２つのダイヤモンドの先端でおこなう非常に小さな実験ですが、それを分析する装置は世界最大のものとなっています。日本でしかできない実験なのです。
・里の雪・
山は何度も積雪がありました。
でも、里の雪はまだです。
火曜日の朝、少し雪がちらついていたのですが、
積もることはありませんでした。
何度も天気予報では、降るといっていても
雪がないほうが、楽なのですが、
あまりに降らないと少々心配するのは、
いかがなものでしょうか。
このマガジンは火曜日の朝、書いて送信しています。
寒波がきているようなので、
火曜日の夜以降、雪が降るかもしれませんね。
・次なる構想へ・
２つ目の論文が一段落がつき、
３つ目の論文はデータが集まっていなので、
空白の期間ができました。
ですから、例年より少々早めに
次なる著書の準備をはじめました。
あるソフトで作ったもので、
本のときは他のソフトでつらなければなりません。
そのために、まずは図表の移行です。
大量の図があるので、その整理から始めています。
それと共に骨子も考えていきます。
量が多いと大変なのですが、楽しくもあります。
