| 研究課題/領域番号 |
62460036
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山岸 昭雄 大阪大学, 極限物質研究センター, 助教授 (10006273)
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| 研究分担者 |
堀 秀信 大阪大学, 理学部, 助教授 (20028244)
植田 千秋 大阪大学, 教養部, 助手 (50176591)
伊達 宗行 大阪大学, 理学部, 教授 (80028076)
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| キーワード | 液体酸素 / 磁気体積効果 / 強磁場 / 超伝導マグネット / 常磁性液体 / 脱色 / 液面 / 磁気流体 |
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| 研究概要 |
本年度は強磁場中液体酸素の体積膨張の実験的検討とそれによる補正を加えた青色消失効果の理論的解析検討を進め、その機構を解明すること、また細管中の液体酸素の液面の磁場印加による変形現象を視覚的に捕えることを計画し、研究を進めた。
磁気体積効果については8Tまでの超伝導マグネットを用いて定量的に測定することができ、8Tの磁場では0.2%の体積膨張を認めることができた。この磁場強度内ではその2乗に比例する体積変化が得られた。これは理論的解析も進められた。反強磁性的な相互作用のある酸素分子同志のスピンが磁場により揃えられるために反発し合いその分子間距離が拡がるものと考えられる。解析結果は見事に実験事実を説明しており、定量的にも一致する結果が得られた。しかしながらこの効果を考慮に入れて液体酸素の青色消失効果を再解析したがなお実験的な消失効果の方が2倍程大きな値を示し、青色消失効果には他の要因が関係していることを示唆している。
そこで次に液体酸素の形態としてスピンペアモデルを取り入れて考察を加えた。従来の解析は注目する分子のまわりにある分子の影響を平均場として取り入れたが、スピンペアモデルでは1対の酸素分子の結合に視点を置く。酸素分子対遷移においては最近接した(衝突した)分子間の距離は十分短く他の分子の影響を無視することができると考える。このスピンペア間の磁場中での相互作用を解析した結果、実験事実をよく説明することができた。
常磁性の液体酸素は強磁場中では、重力と表面張力の他に磁気的な力を受けてその液面の形が磁場強度により変形する。これを視覚的に磁場強度の関数としてビデオテープと35mmフィルムに撮影することが出来た。
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