中性子と高圧のカップリングでなにが見えるか

摘要

我々は，様々な波長領域の光をプローブとすることによって，その光の特性に合致した，物質の構造に関する情報を得ることができる。新しいプローブの登場や，既存プローブの大幅改良は，往々にして，我々にそれまで見ることができなかった新しい世界への扉を開いてくれる。 近年，PFやSPring-8といった放射光光源が身近に利用できるようになったことによる高圧力科学の進展は，その好例であろう。 微小体積に力を加えるという高圧力発生の原理は，様々な条件下に置かれた試料からの信号を検出することが物質研究の第一歩だと考えると一種の壁である。 一般に試料が少なくなればなるほど，そこからの信号は微弱になり，測定することが困難になるからである。 もちろん，加える力を大きくすることにより試料の量を減らさないという解決策も考えられるが，それに必要なアンビルの強度や装置の大きさを考えると非現実的である。 しかしながら，それ以前の光源に比べて，文字通り桁違いに大強度の放射光光源の登場，加えて，信号検出技術の進歩は，試料体積を限界に近いほど微量にすることを可能にしただけでなく，測定に要する時間も大幅に短縮したのである。 事実，X線回折測定だけを例にとっても，メガバール領域まで加圧されたダイヤモンドアンビルセル(DAC)中の極微小なサンプル，DACとクライオスクット，あるいは，レーザー加熱を組み合わせた極低温高圧下や超高温高圧下にある微小サンプルからの微弱な回折信号でさえも，数分から数時間の測定時間で目的の解析に十分耐えられるデータを得ることがで善るようになっている。