Off-Hugoniot Measurement of Quartz at Extremely Hight Pressure

• Project/Area Number: 23540556
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: SANO Takayoshi 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 助教 (80362606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OZAKI Norimasa 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70432515)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2011: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: レーザー衝撃圧縮 / 高圧物性 / 状態方程式 / 高圧物性実験

Research Abstract

Properties of Sapphire at TPa regime are of great scientific interest. The EOS and conductivity of Sapphire at this condition are crucial to understand the interior structure of super-Earth exoplanets. Metallic transition of Sapphire is suggested to be similar to that of liquid Hydrogen (Mott-like transition). Then, we performed laser shock experiments on the Hugoniot measurements of Sapphire by
GEKKO system at Osaka University. Taking advantage of decaying shock feature, Hugoniot temperature and optical reflectivity were measured in a wide range of the pressure. The reflectivity increases gradually from around 0.6 TPa and reaches 15% at 1.3 TPa. The increase of the internal energy is observed at this regime, and the Hugoniot curve deviates from the isotherm. Obtained Hugoniot temperature shows little increase between 0.6 to 1 TPa. This trend cannot be seen in the SESAME EOS model and could be related to the dissociation of Sapphire.

Research Products

• [Journal Article] ハイパワーレーザーを用いた高エネルギー密度物質研究とその展望 (2013)
  • Author(s): 尾崎典雅, 佐野孝好, 佐野智一, 木村友亮, 丹下慶範, 土屋卓久, 奥地拓生, 清水克哉, 坂田修身, 兒玉了祐
  • Journal Title: レーザー学会誌レーザー研究 Volume: vol.41 Pages: 25-32
  • NAID: 10031140372
• [Journal Article] Hugoniot and mean ionization of laser-shocked Ge-doped plastic (2013)
  • Author(s): G. Huser, N. Ozaki, T. Sano, Y. Sakawa, K. Miyanishi, G. Salin, Y. Asaumi, M. Kita, Y. Kondo, K., Nakatsuka, H. Uranishi, T. Yang, N. Yokoyama, D. Galmiche, and R. Kodama
  • Journal Title: Physics of Plasmas Volume: vol.20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hugoniot and Mean Ionization of Laser-Shocked Ge-Doped Plastic (2013)
  • Author(s): G. Huser, N. Ozaki, T. Sano, Y. Sakawa, K. Miyanishi, G. Salin, Y. Asaumi, M. Kita, Y. Kondo, K. Nakatsuka, H. Uranishi, T. Yang, N. Yokoyama, D. Galmiche, and R. Kodama
  • Journal Title: Phys. Plasmas Volume: Vol. 20, No. 12 Issue: 12
  • DOI: 10.1063/1.4840375
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ハイパワーレーザーを用いた高エネルギー密度物質研究とその展望 (2013)
  • Author(s): 尾崎典雅
  • Journal Title: レーザー学会誌 レーザー研究 Volume: vol 41 Pages: 25-32
  • NAID: 10031140372
• [Journal Article] シリコン内部を伝搬する衝撃波面の直接観測 (2012)
  • Author(s): 横山尚也, 尾崎典雅, 佐野智一, 曽田智史, 木村友亮, 宮西宏併, 浅海雄人, 浦西宏幸, 佐野孝好, 坂和洋一, 廣瀬明夫, 兒玉了祐
  • Journal Title: プラズマ・核融合学会誌 Volume: vol.88 Pages: 249-250
  • NAID: 110009445727
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ハイパワーレーザーで探る高エネルギー密度物質状態 (2012)
  • Author(s): 尾崎典雅, G. Gregori, 真下茂, W. J. Nellis, 木村友亮, 宮西宏併, 犬伏雄一, A. Benuzzi-Mounaix, 佐野孝好, 佐野智一, 清水克哉, 兒玉了祐
  • Journal Title: レーザー学会第429 回研究会報告 : 大エネルギー高出力レーザーを利用した科学研究 Pages: 6-6
  • NAID: 10031003738
• [Journal Article] レーザー衝撃波実験とその惑星科学応用 (2012)
  • Author(s): 佐野孝好, 尾崎典雅, 木村友亮, 宮西宏併, 浅海雄人, 生駒大洋, 重森啓介, 境家達弘, 奥地拓生, 関根利守, 兒玉了祐
  • Journal Title: レーザー学会第429回研究会報告 : 大エネルギー高出力レーザーを利用した科学研究 Pages: 6-6
  • NAID: 10031003758
• [Journal Article] ハイパワーレーザーで探る高エネルギー密度物質状態 (2012)
  • Author(s): 尾崎典雅
  • Journal Title: レーザー学会第429回研究会報告: 大エネルギー高出力レーザーを利用した科学研究 Volume: RTM-12 Pages: 18-18
  • NAID: 10031003738
• [Journal Article] レーザー衝撃波実験とその惑星科学応用 (2012)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Journal Title: レーザー学会第429回研究会報告: 大エネルギー高出力レーザーを利用した科学研究 Volume: RTM-12 Pages: 19-19
  • NAID: 10031003758
• [Presentation] 惑星科学応用を目的とした液体水素のレーザー衝撃圧縮実験 (2013)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 2013年度低温工学・超伝導学会関西支部第1回講演会
  • Place of Presentation: 吹田
  • Year and Date: 2013-05-24
• [Presentation] Hugoniot temperature measurements of Sapphire using laser-induced decaying shocks (2013)
  • Author(s): T. Sano, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, R. Kodama, T. Tsuchiya, T. Sakaiya, K. Shigemori, T. Kadono, Y. Hironaka, M. Ikoma, T. Okuchi, and T. Sekine
  • Organizer: The 7th International workshop on Warm Dense Matter
  • Place of Presentation: Saint-Malo, France
• [Presentation] Hugoniot temperature measurements of Sapphire using laser-induced decaying shocks (2013)
  • Author(s): T. Sano, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, R. Kodama, T. Tsuchiya, T. Sakaiya, K. Shigemori, T. Kadono, Y. Hironaka, M. Ikoma, T. Okuchi, and T. Sekine
  • Organizer: The 2013 Joint APS-SCCM/AIRAPT Conference
  • Place of Presentation: Seattle, USA
• [Presentation] レーザー衝撃圧縮実験による惑星内部物質の高圧物性研究 (2013)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 系外惑星大気ワークショップ2013
  • Place of Presentation: 本郷
• [Presentation] Laser shock compression of materials in planets (2012)
  • Author(s): T. Sano
  • Organizer: The 14th International Conference on the Physics of Non-Ideal Plasmas
  • Place of Presentation: Rostock, Germany
• [Presentation] 巨大氷惑星におけるダイナモと内部物性 (2012)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 国立天文台研究集会 : 天文学を中心とした理工学での乱流研究
  • Place of Presentation: 駒場
• [Presentation] レーザー衝撃波実験とその惑星科学応用 (2012)
  • Author(s): 佐野孝好, 尾崎典雅, 木村友亮, 宮西宏併, 浅海雄人, 生駒大洋, 奥地拓生, 関根利守, 兒玉了祐
  • Organizer: レーザー学会第429回研究会 : 大エネルギー高出力レーザーを利用した科学研究
  • Place of Presentation: 富士
• [Presentation] 巨大氷惑星におけるダイナモと内部物性 (2012)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 国立天文台研究集会「天文学を中心とした理工学での乱流研究」
  • Place of Presentation: 目黒区(東京都)
• [Presentation] レーザー衝撃圧縮による超高圧水素の状態方程式計測 (2011)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 系外惑星系セミナー
  • Place of Presentation: 豊中
  • Year and Date: 2011-05-12
• [Presentation] Equation-of-state measurements of cryogenic liquid hydrogen by laser shock compression (2011)
  • Author(s): T. Sano
  • Organizer: The 3rd International Conference on High Energy Density Physics 2011
  • Place of Presentation: Lisbon, Portugal
• [Presentation] Equation-of-state measurements of laser-shocked liquid hydrogen (2011)
  • Author(s): T. Sano, N. Ozaki, T. Sakaiya, K. Shigemori, and M. Ikoma
  • Organizer: The 17th Biennial International Conference of the APS Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Chicago, USA
• [Presentation] Laser shock experiments for planetary science (2011)
  • Author(s): T. Sano
  • Organizer: Ishigaki International Workshop on Formation of Stars and Planets 2011
  • Place of Presentation: Ishigaki Island, Japan
• [Presentation] 減衰衝撃波を用いたサファイアの超高圧物性計測 (2011)
  • Author(s): 佐野孝好, 尾崎典雅, 木村友亮, 宮西宏併, 兒玉了祐, 土屋卓久
  • Organizer: 第52回高圧討論会
  • Place of Presentation: 那覇
• [Presentation] Equation-of-state measurements of cryogenic liquid hydrogen by laser shock compression (2011)
  • Author(s): Takayoshi Sano
  • Organizer: 3rd International Conference on High Energy Density Physics 2011(招待講演)
  • Place of Presentation: Lisbon, Portugal
• [Presentation] Equation-of-state measurements of laser-shocked liquid hydrogen (2011)
  • Author(s): Takayoshi Sano, Norimasa Ozaki, Tatsuhiko Sakaiya, Keisuke Shigemori, Masahiro Ikoma
  • Organizer: 17th Biennial International Conference of the APS Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Chicago, USA
• [Presentation] レーザー衝撃圧縮による超高圧水素の状態方程式計測 (2011)
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: 系外惑星系セミナー
  • Place of Presentation: 豊中市(大阪府)
• [Presentation] 減衰衝撃波を用いたサファイアの超高圧物性計測 (2011)
  • Author(s): 佐野孝好, 尾崎典雅, 木村友亮, 宮西宏併, 兒玉了祐, 土屋卓久
  • Organizer: 第52回高圧討論会
  • Place of Presentation: 那覇市(沖縄県)
• [Presentation] レーザー衝撃波実験とその惑星科学応用
  • Author(s): 佐野孝好
  • Organizer: レーザー学会第429回研究会: 大エネルギー高出力レーザーを 利用した科学研究
  • Place of Presentation: 富士