コヒーレンス光学トモグラフイーOCTが中赤外で可能に

光コヒーレンストモグラフィー(OCT)は、生体内器官の検査に臨床診断において使用されている光学的CT技術で、その原理は光干渉法に基づいている。検査対象から反射された光は、参照光と重ねられてできる干渉パターンで2Dおよび3DOCT画像を形成する(下図)。

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電顕の振動分光による同位体標識のサイト特定

同位体は分子および蛋白質を標識するために広く使用されている。分子の振動スペクトルの変動を測定することによって、電子顕微鏡で空間分解能で同位体を追跡(注1)することができる。オークリッジ国立研究所(ORNL)の研究チームは試料を傷つけず、ナノスケールでアミノ酸中の同位体を同定する新しい電子顕微鏡技術を開発した(Hachtel et al., Science 363, 525)。

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金ナノロッドのアンチストークスシフト

金属ナノ粒子を照射すると散乱光の周波数が変化する現象はラマン分光でしばしばあらわれるアンチストークス散乱として知られる。ライス大学の研究チームは、ラマン散乱ではなく金ナノ粒子のフォトルミネッセンスにアンチストークスシフトが観測されることを見出した(Cai et al., Nano Lett. online Jan. 18, 2019)。

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超伝導体の転移温度と圧力の普遍的な関係

初めて臨界温度が90Kを突破したYBCO高温超伝導体で知られるP.Chu教授が率いるヒューストン大学の研究チームは、超伝導体の転移温度を上げる新しい方法を明らかにした(Deng et al., PNAS online Jan. 19, 2019)。

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単原子層MoS2への巨大スピン注入

電子のスピンを介して情報を伝達するスピントロニクスは代替え技術の有力候補と考えられている。スピン流は電流よりもエネルギー消費で圧倒的に有利である。スピン流を1つの材料から別の材料へ(例えば、磁性金属から半導体へ)移動させるスピン注入でスピン状態(情報)が損なわれることがスピントロニクスで最も深刻な問題である。

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CO2の炭素同位体比δ13C測定の進歩

地質学では同位体化学が頻繁に活躍する。安定同位体である13C と12Cの同位体分別効果は主に生化学プロセスによる炭素同位体の変動によって起こるため、逆にこの比率δ13Cの数値から生体活動を推測することができる。最近では気迫ガスについての測定技術の進歩で、CO2、COなどのガスの計測が現場で可能になった。

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NMRを飛躍的に高感度化する短パルスマイクロ波

MITの研究チームは、アルツハイマー病や他の疾患に関連する蛋白質を含む多くの種類の分子の構造と組成を研究するNMRで技術の感度を劇的に高める方法を開発した。この方法では短パルスマイクロ波を使用し、以前は解読に何年もかかっていた構造をほんの数分で分析できるようになる(Tan et al., Science Advances 5, eaav6909, 2019)。

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多原子分子のアト秒過渡吸収分光法〜分子双極子の時間依存

分子がレーザーの振動場と相互作用すると、瞬間的に時間依存の双極子が誘起される。この現象は光ピンセットやレーザー場による分子配列の基礎原理でもある。

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