• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

波形制御型高速繰り返しパルス強磁場開発と量子ビーム電子状態動画実験への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13510
研究機関東北大学

研究代表者

野尻 浩之  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード量子ビーム / 強磁場発生 / 波形制御 / 極端条件
研究実績の概要

本研究の目的は、東北大グループが世界をリードしているパルス強磁場下量子ビーム実験において、磁場発生技術を革新し、高精度化と時間発展観測という新しいブレークスルーを目指すことである。そのための新技術として、波形制御が可能でかつ高速繰り返しの次世代パルス強磁場発生技術を開発し、この技術を応用して超強磁場下量子ビーム実験の効率を高め、新しい展開をもたらす。
平成27年度は、パルスコイルの冷却効率の改善のために、コイル素材の絶縁-金属2層構造の複合化により冷却効率を高める技術を実証し、さらに冷却に用いる液体窒素寒剤の強制循環装置の開発を進めた。また、高速繰り返しが可能なコンデンサ電源装置の開発を進め、30Tの磁場発生では従来の半分のパルス磁場発生間隔を達成した。
このプロトタイプをスタンフォードの自由電子レーザー施設LCLSに持ち込み、ポンプ-プローブ型のホログラムイメージング実験のための磁場発生試験に成功した。さらに、冷却効率を高めた磁場発生系により、従来より効率よく強磁場中X線回折やX線吸収分光などの実験を行えることも実証した。
これらの結果は、これまで実施が困難であった、微弱信号を検出する量子ビーム実験の実現に道を開く重要な成果である。これらの成果については、日本物理学会等で発表を行った他、国際会議の招待講演などとして発表され、韓国物理学会での招待講演も決定している。さらには、J. Phys. Condens. Matter誌のReviewを依頼されるなど大きな注目を集めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の研究は、この課題の中心である磁場発生技術の開発については、計画にそって順調に進展している。応用実験については、X線回折やX線分光については、実証実験に成功するなど十分な進捗があったが、一方、ポンププローブ実験については、共同研究相手側の問題で実験が遅延しており、今年度実施出来なかった。しかし、これに関わる磁場発生については、本課題の目的は達成されているため、全体の評価としては、概ね順調と評価する。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、今年度の研究結果を踏まえて、冷却技術のさらなる向上に取り組むとともに、波形制御型の電源を用いた実証実験を進める。ポンププローブ実験については、共同研究相手側の対応を踏まえつつ、必要な代替実験を実施する事で、計画目的を、確実に達成する事を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Stanford National Accelerator Laboratory/Stanford University/Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford National Accelerator Laboratory/Stanford University/Oak Ridge National Laboratory
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] University of British Colombia(Canada)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of British Colombia
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institut
  • [学会発表] XFELによる強磁場X線吸収分光装置の開発とEu(Rh0.7Ir0.3)2Si2の磁場誘起価数転移への応用2016

    • 著者名/発表者名
      安村光正, 野尻浩之, 松澤智, Jun-Sik Lee, Diling Zhu, 光田暁弘, 和田裕文
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北学院大, 仙台市
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 磁場初期化型時分割中性子回折装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松田雄輔, 野尻浩之, 稲村泰弘
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北学院大, 仙台市
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Pulsed High Magnetic Field Experiments with X-Ray FEL2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      Physical Phenomena at High Magnetic Fields VIII
    • 発表場所
      Tallahassee, USA
    • 年月日
      2016-01-05 – 2016-01-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速繰り返し型パルス磁場の開発2015

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之, 松澤智
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学, 吹田市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] X線自由電子レーザーを用いたパルス超強磁場中回折実験の装置開発2015

    • 著者名/発表者名
      松澤智, 野尻浩之, 安村光正, Chi-Chang Kao, Diling Zhu, Jun-Sik Lee
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学, 吹田市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] High Magnetic Field X-ray Experiments with Synchrotron Radiation and Free Electron Laser Sources2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki NOJIRI, Satoshi MATSUZAWA, Hiromasa YASUMURA, Yasuo NARUMI, Chi-Chang KAO, Diling ZHU and Jun-sik LEE
    • 学会等名
      Research in High Magnetic Fields 2015
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2015-07-01 – 2015-07-04
    • 国際学会
  • [備考] 強磁場量子ビーム実験

    • URL

      http://www.hfpm.imr.tohoku.ac.jp

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi