極低温表面反応により生成した分子の原子核スピン温度の測定

• 研究課題/領域番号: 22840001
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 羽馬 哲也 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (20579172)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2011年度: 1,495千円 (直接経費: 1,150千円、間接経費: 345千円); 2010年度: 1,625千円 (直接経費: 1,250千円、間接経費: 375千円)
• キーワード: 彗星 / 星間分子雲 / アモルファス氷 / 表面 / 低温 / 原子反応 / 原子核スピン温度 / 原子核 / 低温固体表面温度

研究概要

低温表面で生成したH_2O分子の原子核スピン温度と氷生成時の表面温度との関係を調べた. 8Kの表面にH_2O氷を生成させ,昇温しH_2O分子を熱脱離させることで原子核スピン温度を測定したところ,氷生成時の温度(8K)より高くほぼ高温極限の値を示した.彗星から熱脱離するH_2O分子の原子核スピン温度は,太陽系形成初期に氷が生成したときの塵表面温度を保存していると提唱されているが,以上の結果はその解釈に一石を投じるものである.

研究成果

• [雑誌論文] Water Formation Through a Quantum Tunneling Surface Reaction, OH+H_2, at 10K (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Oba, N. Watanabe, T. Hama, K. Kuwahata, H. Hidaka, A. Kouchi
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water Formation Through a Quantum Tunneling Surface Reaction, OH+H_2 at 10 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Oba, et al
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 749 号: 1 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1088/0004-637x/749/1/67
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical and experimental study on translational and internal energies of H_2O and OH from the 157 nm irradiation of amorphous solid water at 90 K (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Andersson, C. Arasa, A. Yabushita, M. Yokoyama, T. Hama, M. Kawasaki, C. M. Western, M. N. Ashfold
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 13, 35 号: 35 ページ: 15810-20
  • DOI: 10.1039/c1cp21138b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental studies of surface reactions among OH radicals that yield H2O and CO2 at 40-60K (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Oba, N. Watanabe, A. Kouchi, T. Hama and V. Pirronello
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 13, 35 ページ: 15792-15797
  • NAID: 120005946606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface abundance change in vacuum ultraviolet photodissociation of CO_2 and H_2O mixture ices (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kinugawa, A. Yabushita, M. Kawasaki, T. Hama and N.Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13, 35 号: 35 ページ: 15785-15791
  • DOI: 10.1039/c1cp20595a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Temperature of Water Molecules Desorbed from the Surfaces of Amorphous Solid Water, Vapor-deposited and Produced from Photolysis of a CH_4/O_2 Solid Mixture (2011)
  • 著者名/発表者名: Hama,T., Watanabe,N., Kouchi,A., Yokoyama, M.
  • 雑誌名: Astrophys. J. Lett. 巻: 738, 1 号: 1 ページ: L15-L15
  • DOI: 10.1088/2041-8205/738/1/l15
  • 査読あり
• [雑誌論文] ピロネロバレリオ(2011)星間分子雲における二酸化炭素生成に関する実験的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大場康弘, 渡部直樹, 香内晃, 羽馬哲也
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 45 ページ: 213-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental studies of surface reactions among OH radicals that yield H_2O and CO_2 at 40-60 K (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Oba, N. Watanabe, A. Kouchi, T. Hama and V. Pirronello
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13, 35 号: 35 ページ: 15792-15797
  • DOI: 10.1039/c1cp20596j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Temperature of Water Molecules Desorbed from the Surfaces of Amorphous Solid Water, Vapor-deposited and Produced from Photolysis of a CH_4/O_2 Solid Mixture (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hama, N.Watanabe, A.Kouchi, M.Yokoyama
  • 雑誌名: Astrophys.J.Lett. 巻: 738 号: 1 ページ: 27-27
  • DOI: 10.1088/0004-637x/727/1/27
  • 査読あり
• [雑誌論文] 星間分子雲における二酸化炭素生成に関する実験的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大場康弘, 渡部直樹, 香内晃, 羽馬哲也, ピロネロバレリオ
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 45 ページ: 213-226
  • NAID: 110008913804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory studies on the formation of formic Acid (HCOOH) in interstellar and cometary ices (2011)
  • 著者名/発表者名: C.J.Bennett
  • 雑誌名: Astrophys.J. 巻: 727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photodesorptions of OH radicals and oxygen atoms following vacuum ultraviolet photodissociation of water ice (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Ice 2010 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational and rotational energy measurements of desorbed water molecules in their vibrational ground state following 157 nm irradiation of amorphous solid water (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 157nmレーザー光照射による氷からのOHラジカルとO原子の脱離機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 雑誌名: 原子衝突研究協会誌「しょうとつ」 巻: 7, 6 ページ: 5-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of carbonic acid (H2CO3) by surface reactions of non-energetic OH radicals with CO molecules at low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: Oba Y.
  • 雑誌名: Astrophys.J. 巻: 722 ページ: 1598-1606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of OH radicals in the formation of oxygen molecules following vacuum ultraviolet photodissociation of amorphous solid water (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 133
  • NAID: 120002561300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of hydrogen atom diffusion and the spin temperature of nascent H_2 molecule on amorphous solid water (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Watanabe
  • 雑誌名: Astrophys.J.Lett. 巻: 714
  • 査読あり
• [雑誌論文] A desorption mechanism of water following vacuum-ultraviolet irradiation on amorphous solid water at 90 K (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 132
  • NAID: 120003386590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study of CO2 formation by surface reactions of non-energetic OH radicals with CO molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Oba
  • 雑誌名: Astrophys.J.Lett. 巻: 712
  • 査読あり
• [学会発表] 共鳴多光子イオン化法による氷から熱脱離した水分子の原子核スピン温度測定実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,香内晃
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Spin temperature measurement of thermally desorbed water molecules from water ice prepared at 8K, 18th Symposium on Atomic, Cluster, and Surface Physics (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hama, N. Watanabe and A. Kouchi
  • 学会等名: The Conference Center de l' Alpe d' Huez
  • 発表場所: France
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] Spin temperature measurement of thermally desorbed water molecules from water ice prepared at 8K (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Hama, N.Watanabe, A.Kouchi
  • 学会等名: SASP2012
  • 発表場所: Alpe d'Huez (France)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] 氷から熱脱離した水分子の原子核スピン温度測定実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,香内晃
  • 学会等名: 第2回表面科学若手研究会
  • 発表場所: (独)理化学研究所(埼玉県)
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] 氷から熱脱離した水分子の原子核スピン温度測定実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也, 渡部直樹, 香内晃
  • 学会等名: 第2回表面科学若手研究会
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県)
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] Surface diffusion of atomic hydrogen on ice grains at very low temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hama
  • 学会等名: Mini-Workshop on Gas-Grain Interactions in Interstellar Clouds
  • 発表場所: Univ. of Tokyo(Tokyo)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Surface diffusion of atomic hydrogen on ice grains at very low temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 学会等名: Mini-Workshop on Gas-Grain Interactions in Interstellar Clouds
  • 発表場所: Univ.of Tokyo (Tokyo)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] 重水素原子の低温氷表面における拡散 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,香内晃, V. Pirronello
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] アモルファス氷表面における水素原子の拡散メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,香内晃,木村勇気, V. Pirronello
  • 学会等名: 第9回水素量子アトミクス研究会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] アモルファス氷表面における水素原子の拡散メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也, 渡部直樹, 香内晃, 木村勇気, V.Pirronello
  • 学会等名: 第9回水素量子アトミクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] REMPI measurements of spin temperatures of desorbed water molecules from vapor-deposited and photo-produced amorphous solid water at 8K (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hama, N. Watanabe, A. Kouchi, M. Yokoyama
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] REMPI measurements of spin temperatures of desorbed water molecules from vapor-deposited and photo-produced amorphous solid water at 8K (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hama, N.Watanabe, A.Kouchi, M.Yokoyama
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Diffusion mechanism of hydrogen and deuterium atoms and the spin temperature of molecules on the surface of water ice at 8. 15 K, IAU Symposium280 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hama, N. Watanabe, Y. Kimura, A. Kouchi, T. Chigai, V. Pirronello
  • 学会等名: The Molecular Universe
  • 発表場所: Univ. of Castilla-La Mancha(Spain)
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] Diffusion mechanism of hydrogen and deuterium atoms and the spin temperature of molecules on the surface of water ice at 8-15K (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hama, N.Watanabe, Y.Kimura, A.Kouchi, T.Chigai, V.Pirronello
  • 学会等名: IAU Symposium280 : The Molecular Universe
  • 発表場所: Univ.of Castilla-La Mancha (Spain)
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 水素および重水素原子の氷表面拡散と水素分子生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,木村勇気,香内晃,千貝健
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 水素および重水素原子の氷表面拡散と水素分子生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也, 渡部直樹, 木村勇気, 香内晃, 千貝健
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 低温氷表面に吸着した水素原子の拡散メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也,渡部直樹,香内晃,木村勇気, V. Pirronello
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 低温氷表面に吸着した水素原子の拡散メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学,新潟県
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] アモルファス氷表面上の光反応機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: CPSセミナー
  • 発表場所: 神戸大学(神戸市)
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] 氷への真空紫外光照射による原子・分子・ラジカルの脱離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 2010年度宇宙空間原子分子過程研究会低温衝突.星間分子から量子縮退気体まで
  • 発表場所: JAXA(神奈川県)
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] 氷への真空紫外光照射による原子・分子・ラジカルの脱離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 2010年度宇宙空間原子分子過程研究会低温衝突-星間分子から量子縮退気体まで
  • 発表場所: JAXA,神奈川県
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] Spectroscopic approach to physicochemical processes on ices at low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hama, M. Yokoyama, A. Kouchi, N. Watanabe
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: SheratonWaikiki(U. S. A)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Spectroscopic approach to physicochemical processes on ices at low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 学会等名: PacifiChem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Formation of oxygen molecules following vacuum ultraviolet photodissociation of amorphous solid water (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 学会等名: Workshop on Interstellar Matter 2010
  • 発表場所: Hokkaido Univ., Sapporo
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Photodesorptions of OH radicals and oxygen atoms following vacuumultraviolet photodissociation of water ice (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 学会等名: 12th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: Hokkaido Univ., Sapporo
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Desorption mechanisms of photoproducts following 157 nm irradiation of water ice (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 学会等名: 27th European Conference on Surface Science
  • 発表場所: Groningen, the Netherlands
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 水素原子のアモルファス氷表面拡散と水素分子生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第35回年会
  • 発表場所: 奈良女子大学,奈良県
  • 年月日: 2010-08-11
• [学会発表] 氷の光分解による酸素分子生成反応機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第35回年会
  • 発表場所: 奈良女子大学,奈良県
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] A desorption mechanism of water following vacuum-ultraviolet irradiation of amorphous solid water (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 学会等名: 24th International Conference on Atomic Collisions in Solids
  • 発表場所: Krakow, Poland
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] Experimental study of CO2 and H2CO3 formations by surface reactions of non-energetic OH radicals with CO molecules at very low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hama
  • 学会等名: 第26回化学反応討論会
  • 発表場所: 広島大学,広島県
  • 年月日: 2010-06-02
• [学会発表] アモルファス氷への真空紫外光照射による水分子脱離メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽馬哲也
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千蘂
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 氷の光分解から生成した酸素分子の電子励起状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hama
  • 学会等名: 第10回分子分光研究会
  • 発表場所: 東京工業大学,東京
  • 年月日: 2010-05-15
• [備考]
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/astro/