2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22340131
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
小野 重明 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 主任研究員 (20313116)
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| Keywords | 外核 / 第一原理計算 / 高温高圧実験 |
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| Research Abstract |
昨年度までの研究により、量子力学計算の計算精度を高める必要が明らかになったので、本年度では、計算コードの改良から始めた。地球外核の化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられている。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、外核候補物質の密度および地震波速度を精密に決定することが目的である。したがって、量子力学計算では、従来報告されてきた研究より、高精度の計算結果が必要である。改良した計算コードでは、近年提案されている、高信頼度のポテンシャルを採用した、その結果、ある化学組成に対応した密度と地震波速度データを見積もる際のエラーがきわめて小さくなった。このデータであれば、地震波速度の観測から見積もられている外核の密度および地震波速度との比較が可能であると思われる。さらに、昨年度に立ち上げた室内実験機器を用いて、実験データが得られるようになったため、高温高圧条件下で液体鉄の状態分析を行い、メルトの構造に対応するラマン光の波数データの測定ができた。次年度では、分析された金属メルトの構造を、量子力学計算で、どの程度再現することが可能であるかをチェックし、その結果から、外核の化学組成の見積もりに対する制限条件を得ることができると考えている。そして、これまでの研究データを精密に解析して、研究のまとめを行う予定である。
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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
数値計算研究と室内実験研究の両方のデータが、おおむね矛盾ないことが確認され、本研究で用いている研究手法が有効であることが確認できた。今後は、この研究手法に沿って計画を進めていけば、当初の目標通りの研究結果が得られると予想されるためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、理論計算と室内実験を組み合わせることにより、より信頼性の高い理論計算手法が確立された。今後の研究では、この理論計算手法を、積極的に取り入れて、研究を進める予定である。
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