Volume 21, No.2

目次 / Table of Contents

May issue 2016

理事長室から　－学問の自由は、これを保障する－
Message from President – Academic Freedom in the Constitution of Japan –

土肥　義治　DOI Yoshiharu

（公財）高輝度光科学研究センター　理事長　President of JASRI

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1. 最近の研究から／FROM LATEST RESEARCH

短パルスX線回折による水晶の振動機構の解明
Oscillation Mechanism of Quartz Crystal Clarified by Short Pulse X-ray Diffraction

青柳　忍　AOYAGI Shinobu^[1]、大沢　仁志　OSAWA Hitoshi^[2]、杉本　邦久　SUGIMOTO Kunihisa^[2]、森吉　千佳子　MORIYOSHI Chikako^[3]、黒岩　芳弘　KUROIWA Yoshihiro^[3]

^[1]名古屋市立大学　大学院システム自然科学研究科　Graduate School of Natural Sciences, Nagoya City University、^[2]（公財）高輝度光科学研究センター　利用研究促進部門　Research & Utilization Division, JASRI、^[3]広島大学　大学院理学研究科　Graduate School of Science, Hiroshima University

Abstract: 　水晶は、時計をはじめとする多種多様な電子機器の基準信号を発振する振動子として広く利用されているが、その振動機構は長い間不明であった。SPring-8の短パルスX線を用いた交流電場下X線回折実験により、交流電場と共振している水晶振動子の高速かつ微小な原子の運動を追跡して観測することに成功した。直流電場に対する水晶の逆圧電効果による格子歪みは極めて小さいが、共振周波数の交流電場下では格子歪みが1万倍程度に増幅された。この大きな格子歪みに反して結晶構造を形成するSiO₄四面体に変形は全く見られず、SiO₄四面体をつなぐSi−O−Si結合角にのみ変形が見られた。水晶振動子の安定した圧電振動は、強固なSiO₄四面体をつなぐSi−O−Si結合角の弾性的な変形と復元によって引き起こされることが分かった。

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平成22年度指定パワーユーザー（1件）の活動紹介
FY2010 Power User Activity Report

（公財）高輝度光科学研究センター　利用推進部　User Administration Division, JASRI

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平成22年度指定パワーユーザー活動報告
マルチアンビル実験技術の高度化と下部マントル条件下でのレオロジー・弾性波速度・相関係の精密決定：地球深部のダイナミクスと進化過程の解明に向けて
Further Advancement of Multianvil Technology and Accurate Determinations of Rheological Properties, Elastic Wave Velocities, and Phase Relations under the Lower Mantle Conditions: Towards New Understanding of Dynamics and Evolution of the Earth’s Deep Interior

入舩　徹男　IRIFUNE Tetsuo、西原　遊　NISHIHARA Yu

愛媛大学　地球深部ダイナミクス研究センター　Geodynamics Research Center, Ehime University

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Long-term Proposal Report 1
Development of Spin-Resolved Compton Scattering in High Magnetic Fields: Probing the Orbitals in Magnetic Materials

Jonathan Duffy^[1], David Kersh^[1], Sean Giblin^[2], Stephen Dugdale^[3], David Ernsting^[3], Tom Millichamp^[3], Jonathan Taylor^[4], David Billington^[5]

^[1]Department of Physics, University of Warwick, ^[2]School of Physics and Astronomy, Cardiff University, ^[3]H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, ^[4]DMSC - European Spallation Source, ^[5]Research & Utilization Division, JASRI

Abstract: 　The purpose of this long term project was to develop magnetic Compton scattering studies of magnetic systems and their interactions using a new sample environment. Previously, experiments on BL08W had been limited to a maximum field of 2.5 T and minimum temperature of ～6 K, and the new cyromagnet provides magnetic fields of up to 9 T and temperatures down to 1.5 K. We report on the implementation of the new sample environment and illustrate its use with some of our recent experimental results.

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長期利用課題報告2
X線分光法による臨界価数ゆらぎによる新しい量子臨界現象の実験的検証
Experimental Examination of New Quantum Critical Phenomena of Critical Valence Fluctuations by X-ray Spectroscopy

渡辺　真仁　WATANABE Shinji

九州工業大学　大学院工学研究院基礎科学研究系　Department of Basic Sciences, Kyushu Institute of Technology

Abstract: 　電子のスピンのゆらぎによって引き起こされる量子臨界現象の枠組みに従わない、新しいタイプの量子臨界現象が希土類化合物で複数観測され、大きな謎となっている。最近、希土類元素の4f電子とまわりの伝導電子の電荷移動の効果によって新しい量子臨界現象が引き起こされるという理論が提案された。本長期利用課題では、この希土類元素イオンの価数のゆらぎによる量子臨界現象をX線分光法を用いて実験的に検証し、非従来型の量子臨界現象の起源に迫ることを目指した。高圧・強磁場・低温の多重極限環境下での物質探索、および希土類元素イオンの価数の精密測定を行った結果、周期結晶および準周期結晶において価数に由来する興味深い現象を発見したので報告する。

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Long-term Proposal Report 3
Phase Contrast X-ray Imaging of the Lung

Lauren Kerr^[1], Megan Wallace^[1], Stuart Hooper^[1], Marcus Kitchen^[2], Katie Lee^[2], Andreas Flemmer^[3], Jacpues Jani^[4], Robert Lewis^[5], Naoto Yagi^[6], Kentaro Uesugi^[7]

^[1]The Ritchie Centre, Hudson Institute of Medical Research, ^[2]School of Physics and Astronomy, Monash University, ^[3]Department of Pediatrics, Ludwig-Maximilians-University, ^[4]Obstetrics and Gynecology, Brugman University, ^[5]Department of Radiography and Medical Imaging, Monash University, ^[6]Protein Crystal Analysis Division, JASRI, ^[7]Research & Utilization Division, JASRI

Abstract: 　Lung disease affects many people at all stages of life and newborn infants are the most vulnerable age group. Current treatment for lung disease is limited by a lack of tools to accurately assess lung function in the newborn period, resulting in treatments relying on expert opinion, rather than experimental findings. For instance, congenital diaphragmatic hernia (CDH), which manifests before birth and results in underdeveloped and hypoplastic lungs, causes serious complications at birth. We developed a model of CDH in newborn rabbit kittens and utilised phase contrast X-ray imaging to visualize lung aeration in real-time. We measured lung function in terms of regional aeration and functional residual capacity (volume of air retained in lungs between breaths). Our results demonstrated that the diseased lung inflated more slowly and retained less air between breaths, compared to healthy lungs, thus mimicking CDH in infants. Using this model we can now assess treatment modalities to identify the optimal treatment strategy to improve outcomes for newborn infants with CDH.

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2. ビームライン／BEAMLINES

分割型クロス・アンジュレータによる偏光制御型高輝度軟X線ビームラインSPring-8 BL07LSU
Polarization-Controlled High-Brilliance Soft X-ray Beamline with a Segmented Cross Undulator: SPring-8 BL07LSU

松田　巌　MATSUDA Iwao

東京大学　物性研究所／東京大学　放射光連携研究機構　The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo

Abstract: 　SPring-8 BL07LSUは高輝度軟X線ビームラインとして（1）光エネルギー250−2,000 eV、（2）分解能10,000以上、（3）スポットサイズ10 µm以下（ゾーンプレートで70 nm、ミラー集光で1 µm）、（4）強度～10¹² photons/秒、（5）偏光の切換、といった光学性能を有し、先端的な軟X線実験装置の開発及び利用実験が実施されています。光源加速器は世界唯一の分割型クロス・アンジュレータであり、偏光を自由に変えられるだけでなく、その切換も高速にできる特徴があります。本稿では、この偏光特性を中心にビームラインの現状を紹介します。

Pages 106 - 109 Download PDF (2.20 MB)