2012 Fiscal Year Annual Research Report
メゾスコピック系特有の物性を取り入れた宇宙ダスト生成過程の解明実験
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24684033
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木村 勇気 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (50449542)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / ナノ粒子 / 宇宙ダスト / 干渉法 |
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| Research Abstract |
惑星系の形成過程に伴う物質進化過程の解明という地球惑星科学の第一級の課題に対して、宇宙固体微粒子(宇宙ダスト)の核生成や結晶化過程を実験的に解明する。特に、干渉計を用いたその場観察実験により気相からのナノ粒子の核生成温度(過冷却度)、吸着係数や表面エネルギーなどの物理パラメーター、融合成長などの定量化を目的にする。ここで、ナノ粒子の"液体のような"非常に早い拡散現象が鍵になると考えており、ナノ粒子の液滴状融合成長や結晶構造の変化などの特異現象を考慮することが決定的に重要になる。境界領域への新たな分野の形成になる。
平成24年度は、計画に沿って以下の実績を得た。核生成理論から導かれる核生成率は実験と桁で合わないことが分かっている。この理由のひとつは、成長途中に融合成長して数を減らした後の最終粒子を観察していたことにあると考えている6上記の物理パラメータも粒子サイズから求める為、融合成長頻度の定量化は欠かせない。これに対し、成長途中の粒子を採取することのできる試料採取装置の導入を行った。鉄蒸気からの均質核生成実験において、二波長干渉計による"その場"観察で核生成の温度と濃度を同時に決定することに成功した。観測ロケットを用いた微小重力実験も12月に成功させ、現在データを解析中である。これまで不明であった気相中での核生成における重力の効果を含めて、新しい知見が得られつつある。また、小惑星内における水質変質の影響を見極めるために透過電子顕微鏡溶液核生成ホルダーの導入を計画通りに行った。
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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
試料採取装置や透過電子顕微鏡溶液核生成ホルダーは予定通り導入できた。また、均質核生成の"その場"観察実験と観測ロケットを用いた微小重力実験の対照実験も予定通りに行い、微小重力実験の結果と合わせて現在解析を進めている。以上、当初の計画通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、ガスや材料物質の可視光領域における屈折率として文献値を用いている。しかし、文献値ごとにばらつきがあり、限られた波長のデータしかない。我々の装置は、これまでの報告と同等以上の精度で屈折率を求められることから、物性値の取得から実験を行うことで対応する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。特に二波長マハツェンダー干渉計の改善に充てる。
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