高エネルギーγ線分光が挑む宇宙の粒子加速メカニズム

γ線分光が宇宙の粒子加速を通して宇宙の起源の解明につながると期待されている。γ線分光観測は衛星と地上の両面で活発な観測活動が行われている。2015年4月20日に、フェルミ衛星とMAGIC望遠鏡観測所は、宇宙の彼方に非常に活発なγ線源を発見した。

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金ナノ粒子バイオセンサーによるU(VI)高感度検出法

ウランの混入による地下水は、老朽化した核施設からの核物質汚染を引き起こし健康被害につながる恐れがある。放射性ウランの摂取による腎不全、遺伝毒性および癌発生など重篤な健康上の問題が懸念されている。特に米国では老朽化した原子炉や閉鎖された原爆製造工場から、核汚染物質が流れ出し地下水を汚染し住民の健康被害が報告されている。

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超強磁場による高分解能MRI

高分解能MRIのニーズは高いが強磁場発生と高感度RFプローブの性能に依存するため、市販の装置は手の届かない価格となり普及は進まないのが現状である。

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電子ビーム誘起ホールと二次電子電流を用いたSTEMイメージング

UCLAと南カリフォルニア大学の研究チームは新しいSTEMイメージング技術で、動作中のデバイス内の電子流を観察し、最終的にそのデバイス機能を向上させることができる(Hubbard et al., Phys. Rev. Appl. 10, 044066, 2018)。

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X線イメージングに革命をもたらす無機ペロブスカイトシンチレータ

ペロブスカイト材料を用いたX線検出器が有望である記事をすでにかいたが(ペロブスカイト高感度X線検出器への期待)、シンガポール国立大学の研究チームの研究により、X線透過やコンピュータ断層撮影(CT)などの医療イメージング技術は​​、より安全で低コストになる可能性がでてきた(Chen et al., Nature 561, 88, 2018)。

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CDW中の超高速ドメイン壁鏡映対称制御〜SLACの超高速電子線回折

SLACとマサチューセッツ工科大学の研究チームは、物質に超高速レーザーパルスを照射してドメイン壁をスイッチングし、その後再びレーザー光でもとの状態に戻す実験に成功した(Zong et al., Science Advances 4, eaau5501, 2018)。

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重力波観測で明らかになる宇宙膨張(ハッブル定数)

20年前、天文学や素粒子物理など宇宙の起源に関心のある研究者たちは、宇宙が膨張速度を加速していることに衝撃を受けた。しかしハッブル定数と呼ばれる正確な膨張率を決めることは困難であった。宇宙の膨張とその起源(下図)は宇宙論だけでなく素粒子物理の究極のテーマであり、大げさに言えば人類に残された課題のひとつといえるだろう。

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BESSYII放射光を用いたナノダイアモンド光触媒の研究

光触媒の候補としてダイヤモンドナノ結晶材料が注目されている。例えば表面積が大きいナノ構造カーボンフォームや炭素原子のナノ結晶があるが、触媒活性には自由電子を得るのに十分な励起エネルギーを持つUV光励起を必要とする。光励起後、溶媒和された電子が水中に放出され、溶解したCO2と反応してメタノールを形成する。

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