2019 Fiscal Year Research-status Report
マグネシウムを含む直線炭素鎖分子の電子遷移分光研究による星間未同定吸収線の解明
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18K05045
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
荒木 光典 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 研究員 (90453604)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 広帯域キャビティー増幅吸収分光 / 酸素吸収線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原始地球最初の有機物の起源を宇宙に見出すため、分子雲の中に観測される大型有機物の吸収線の同定を目指している。同定には、分子雲の中の有機物を実験室で人工的に生成すること、そしてそれらを可視光領域で測定をすることが必須である。そこで、それら有機物をスペースシミュレーターを用いて生成し、広帯域キャビティー増幅吸収分光装置を用いて測定する。
そのため、これまで日本国内での開発実績のなかった広帯域キャビティー増幅吸収分光装置の開発を行った。組み立てが完了した同装置を用い、そのセル内の空気に含まれる酸素の吸収スペクトルを測定した。690 nm 帯に現れる吸収線はいわゆる禁制遷移と呼ばれる極めて弱い吸収線である。これが検出できれば、スペースシミレーター内に生成する微量の直線炭素鎖分子が検出できる。測定の結果、酸素の吸収線を S/N = 70 で検出でき、高感度測定が可能であることが実証できた。また、分解能も 0.06 nm に達し、用いたグレーティング分光器の性能が十分に発揮された。
この装置の最大の特徴は広範囲高速測定にある。 試験測定では酸素のスペクトルを 45 nm の帯域にわたって測定し、上記の S/N でスペクトルを得た。これを以前から使用しているレーザーを用いたキャビティーリングダウン分光（CRD）装置での測定結果と比較した。すると、広帯域キャビティー増幅吸収分光装置は分解能においては CRD の 1/6 であるが、 同じ範囲で同じ S/N のスペクトルが 1/280 の時間で得られることが明らかになった。すなわち、本装置は広範囲における高感度測定ができる。
加えて、スペースシミュレーターを本装置に導入したために、放電生成物のスペクトル測定も可能になった。実際にアルゴンを放電させてスペクトルの測定を行い、吸収線の測定に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
（１）これまで日本国内での開発実績のなかった広帯域キャビティー増幅吸収分光装置の組み立てが完了した。
（２）同装置を用い、そのセル内の空気に含まれる酸素の吸収スペクトルを測定した。
（３）酸素の吸収線を S/N = 70 で検出でき、高感度測定が可能であることが実証できた。
（４）酸素のスペクトルを 45 nm の帯域にわたって測定でき、広帯域が測定可能であることが検証できた。
（５）スペースシミュレーターを本装置に導入したた。
（６）アルゴンを放電し、吸収線の測定に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
スペースシミュレーターで直線炭素鎖分子 C5N と C7N を生成し、そのスペクトル測定を計画している。
さらに、マグネトロンスパッタの技術とホロカソードの技術を融合した新しいハイブリッド放電スペースシミュレーターを開発することである。この装置で Mg を含む直線炭素鎖分子を実験室で生成する。具体的には、Mg-(C≡C)n-H（n = 1, 2, 3）シリーズとMg=(C=C)n+（n = 1, 2, 3）シリーズの生成と測定を行い、DIBsの同定を成し遂げる。
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| Causes of Carryover |
年度末の学会が中止になり、旅費の使用額が少なかった。研究の進展上、昇温用の装置をまだ購入していない。
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