2022 Fiscal Year Annual Research Report
マントルかんらん岩の絶対年代測定：カンラン石のニュートリノ年代測定法の開発
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20K20944
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
加藤 丈典 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90293688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中 竜大 東邦大学, 理学部, 講師 (00608888)
伊神 洋平 京都大学, 理学研究科, 助教 (30816020)
小坂 由紀子 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 研究員 (90847360) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 素粒子 / 飛跡 / 造岩鉱物 / 阻止能 / 年代測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、マントル物質とニュートリノなどの素粒子の相互作用を用いてその年代を明らかにすることを目的としている。そして、相互作用の検出を鉱物中に残された飛跡を用いることで行うことにし、そのための技術開発を行った。今年度は、素粒子のエネルギーや阻止能と飛跡の形成プロセスの解明を行うとともに、引き続き飛跡を光学的に読み取る手法の開発を行った。
これまでの研究で表面状態が飛跡の観察に大きく影響することが明らかになっていた。特に、ダイヤモンドなどの機械研磨を行っただけでは研磨痕により観察が不可能であることが明らかになっていた。そこで、素粒子のエネルギーや阻止能と飛跡の関係を効率的に明らかにするため、劈開により容易にきれいな表面を作成することのできる雲母に着目した。薄く剥がした雲母に量子技術開発研究機構の重粒子線がん治療装置（HIMAC）をもちいて鉄を照射し、フッ酸エッチングを行った試料を位相差光学顕微鏡で観察した。その結果、粒子線による飛跡を明瞭に観察することができた。観察された画像から、核的阻止能が支配的な領域で形成された飛跡と電離的阻止能が支配的な領域で形成された飛跡が区別できることが明らかになった。また、ウランにより形成された飛跡と鉄の飛跡を区別することが可能であることが明らかになった。
以上のことから、光学読み取りによりどのような阻止能を持つ粒子による飛跡であるか推測可能になり、大量読み取りと画像解析による飛跡の弁別を行えば単位面積あたりの特定の素粒子の飛跡の数と長さを得ることが可能であると考えられる。今後年代既知の試料を用いて較正曲線を作成すれば、鉱物中に記録されたニュートリノの飛跡から形成年代を推定することが可能になると期待される。
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