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Muon spin rotation study on the behavior of hydrogen in silicates

Research Project

Project/Area Number 25610130
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization (2015)
The University of Tokyo (2013-2014)

Principal Investigator

Funamori Nobumasa  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (70306851)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) KOJIMA Kenji M.  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60302759)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsミュオンスピン回転法 / ミュオニウム / 中性水素原子 / ケイ酸塩鉱物 / マントル / スティショバイト / ケイ酸塩高圧相 / ペロフスカイト型 / ルチル型
Outline of Final Research Achievements

We have conducted muon-spin-rotation experiments on high-pressure mantle minerals to explore the possibility that hydrogen may exist in the form of neutral atom in the Earth’s deep mantle. The positive muon implanted in stishovite, a high-pressure phase of quartz, was found to capture electron to form muonium and exist in small and anisotropic interstitial voids of the structure. This finding may suggest the possible existence of neutral atomic hydrogen and challenge the established dogma that hydrogen exists in the form of a hydroxyl group.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Stability of the liquid state of imidazolium-based ionic liquids under high pressure at room temperature2015

    • Author(s)
      Y. Yoshimura, M. Shigemi, M. Takaku, M. Yamamura, T. Takekiyo, H. Abe, N. Hamaya, D. Wakabayashi, K. Nishida, N. Funamori, T. Sato, and T. Kikegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 119 Issue: 25 Pages: 8146-8153

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b03476

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    • Author(s)
      D. Wakabayashi, N. Funamori
    • Journal Title

      High Pressure Research

      Volume: 35 Issue: 2 Pages: 123-129

    • DOI

      10.1080/08957959.2015.1028931

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  • [Journal Article] Muonium in stishovite: Implications for the possible existence of neutral atomic hydrogen in the Earth's deep mantle2015

    • Author(s)
      N. Funamori, K. M. Kojima, D. Wakabayashi, T. Sato, T. Taniguchi, N. Nishiyama, T. Irifune, D. Tomono, T. Matsuzaki, M. Miyazaki, M. Hiraishi, A. Koda, and R. Kadono
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 8437-8437

    • DOI

      10.1038/srep08437

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhanced plasticity of silica glass at high pressure2015

    • Author(s)
      D. Wakabayashi, N. Funamori, and T. Sato
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 91 Issue: 1 Pages: 014106-014106

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.014106

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  • [Journal Article] Equation of state for silicate melts : A comparison between static and shock compression2014

    • Author(s)
      D. Wakabayashi, N. Funamori, T. Sato, T. Sekine
    • Journal Title

      Geophys. Res. Lett.

      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 50-54

    • DOI

      10.1002/2013gl058328

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      M. Matsui, T. Sato, N. Funamori
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 99 Issue: 1 Pages: 184-189

    • DOI

      10.2138/am.2014.4637

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      船守展正
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      めそん

      Volume: 39 Pages: 31-32

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      T. Sato, N. Funamori, T. Yagi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 114 Issue: 10 Pages: 103509-103509

    • DOI

      10.1063/1.4820263

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    • Author(s)
      D. Wakabayashi
    • Journal Title

      Phys. Chem. Minerals

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 299-307

    • DOI

      10.1007/s00269-013-0571-y

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      船守展正
    • Journal Title

      めそん

      Volume: 38 Pages: 44-48

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      N. Funamori
    • Organizer
      Goldschmidt2016
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      Pacifico Yokohama (神奈川県・横浜市)
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      2016-06-26
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      一柳光平、川合伸明、深谷亮、福本恵紀、野澤俊介、関根康人、興野純、高木壮大、若林大佑、中村一隆、足立伸一、船守展正
    • Organizer
      2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場エポカル(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2016-03-15
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      原田健太郎、本田融、阪井寛志、船守展正、雨宮健太
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      第29回日本放射光学会年会
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      柏の葉カンファレンスセンター(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2016-01-10
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      浜谷望、高久真由美、山村実早保、若林大佑、西田圭佑、船守展正、佐藤友子、亀卦川卓美、阿部洋、吉村幸浩
    • Organizer
      第56回高圧討論会
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      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-11-12
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      若林大佑、一柳光平、亀卦川卓美、船守展正
    • Organizer
      第56回高圧討論会
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      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-11-11
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      佐藤友子、若林大佑、重岡優希、西田圭佑、亀卦川卓美、船守展正
    • Organizer
      第56回高圧討論会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-11-10
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      若林大佑、亀卦川卓美、仁谷浩明、渡邉一樹、丹羽尉博、武市泰男、阿部仁、木村正雄、船守展正
    • Organizer
      第56回高圧討論会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-11-10
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      重岡優希、佐藤友子、若林大佑、西田圭佑、瀬戸雄介、船守展正
    • Organizer
      第56回高圧討論会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • Year and Date
      2015-11-10
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      若林大佑、船守展正
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    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2015-10-02
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  • [Presentation] 放射光で探る地球深部のマグマの構造と物性2015

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      船守展正
    • Organizer
      高エネルギー加速器研究機構一般公開
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      高エネルギー加速器研究機構(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2015-09-06
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      船守展正
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      岐阜大学(岐阜県)
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      2015-03-26
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      佐藤友子、若林大佑、西田圭佑、亀卦川卓美、船守展正
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      第3回物構研サイエンスフェスタ
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      筑波国際会議場エポカル(茨城県)
    • Year and Date
      2015-03-17
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      船守展正
    • Organizer
      第3回物構研サイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      筑波国際会議場エポカル(茨城県)
    • Year and Date
      2015-03-17
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  • [Presentation] X線小角散乱で見る高圧力下のイオン液体の構造変化2014

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      浜谷望、高久真由美、山村実早保、若林大佑、西田圭佑、船守展正、佐藤友子、亀卦川卓美、阿部洋、吉村幸浩
    • Organizer
      第55回高圧討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2014-11-23
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      船守展正
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      第55回高圧討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2014-11-23
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      佐藤友子、若林大佑、西田圭佑、横井雄行、亀卦川卓美、船守展正
    • Organizer
      第55回高圧討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2014-11-23
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      西田圭佑、鈴木昭夫、若林大佑、柴崎裕樹、亀卦川卓美、船守展正
    • Organizer
      第55回高圧討論会
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      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2014-11-23
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      若林大佑、船守展正、佐藤友子
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      第55回高圧討論会
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      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2014-11-22
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  • [Presentation] Macroscopic and microscopic strain of SiO2 glass under uniaxial compression2014

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      N. Funamori, D. Wakabayashi, T. Sato, T. Yagi
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      IUCr2014
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-11
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  • [Presentation] 大学人から見た物構研:過去、現在、そして未来へ2014

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      船守展正
    • Organizer
      第2回物構研特別シンポジウム
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      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)
    • Year and Date
      2014-05-28
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  • [Presentation] 室温におけるSiO2ガラスの巨大塑性変形2014

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      若林大佑、船守展正、佐藤友子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 連合大会2014
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2014-05-01
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      船守展正
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      研究・作業グループ「コヒーレント放射光を利用した新しい高圧力科学」第3回研究会
    • Place of Presentation
      仙台市戦災復興記念館(宮城県)
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  • [Presentation] ルチル型SiO2・GeO2中のミュオンの電子状態

    • Author(s)
      船守展正
    • Organizer
      第5回MLFシンポジウム
    • Place of Presentation
      筑波国際会議場エポカル(茨城県)
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  • [Presentation] 塑性変形したSiO2中の偏差歪

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      若林大佑、船守展正、佐藤友子
    • Organizer
      第31回PFシンポジウム
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      筑波国際会議場エポカル(茨城県)
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      矢代 航、Olbinado Margie、Vagovic Patrik、名越健誠、佐藤友子、船守展正、兵藤一行、百生敦
    • Organizer
      第27回日本放射光学会年会
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      広島国際会議場(広島県)
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      船守展正
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      第27回日本放射光学会年会
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      広島国際会議場(広島県)
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      宮崎慶統、佐藤友子、畑隆大、若林大佑、船守展正
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      第54回高圧討論会
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      若林大佑、船守展正、佐藤友子
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      佐藤友子、矢代 航、Olbinado Margie、Vagovic Patrik、名越健誠、百生敦、兵藤一行、船守展正
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      若林大佑、船守展正
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      松井正典、佐藤友子、船守展正
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  • [Book] 新放射光源施設における高圧ビームライン提案書2014

    • Author(s)
      大高理、船守展正(編)
    • Total Pages
      71
    • Publisher
      日本高圧力学会 研究・作業グループ「コヒーレント放射光を利用した新しい高圧力科学」
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      2014 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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