研究紹介 水(複雑系)の動的構造

水は最も身近な物質ですが、液体の中ではむしろ特殊な性質を多く示します。水と混合する物質の分子構造、分子サイズ、濃度、温度等により水分子運動は大きく変化します。16.5桁の広い時間域の誘電率(物質に加えた電圧と流れた電流の関係を得る)測定により、水を含む物質中の分子運動の速度・速度分布・動く水の量を観測し、水分子運動を支配するしくみの解明が研究の目的です。

水分子運動に関する現象の身近な例に植物の発芽があります。乾燥した種は何年も(条件がよければ何十年も何百年も)保存でき、適度な温度と水分量があると発芽します。これは身近で生物学的には明らかな現象ですが、物理学的な分子運動として観ると未解明な現象の一つです。水を含んだ物質中には-150℃でも凍らない水があります。20℃では水分子はおよそ10ピコ秒で運動しますが、-150℃では数秒程度:20℃の1011倍の時間をかけて動く氷ではない固体の水になります。このようなガラス状態(低温や乾燥で構造は液体のまま固体になる状態)では、分子運動という視点では時間がゆっくり進み、同時に分子間相互作用が顕著に現れ「生命に不可欠な水とは何か」に対する答えを見つけ易くなります。

これらの研究結果は様々な分野で応用できます。例えば卵子や精子、臓器移植の為の低温保存のメカニズム、生体適合素材などの新素材の評価や制御です。近年では、冷凍・乾燥食品中の水分子運動測定を用いた保存技術の応用研究なども行っています。

新屋敷直木 教授

ふたご座流星群の電波観測を行いました

物理学科宇宙実験グループは流星観測プロジェクトに参加し、東京大学、青山学院大学などとともにアマチュア無線ビーコン波を利用した流星電波観測を行っています。
広範囲に多数観測点を配置し、各観測点の流星エコー到達時間差から流星飛跡を求めており、昼夜天候に左右されず流星を観測することができます。

12月は14日に活動の極大をむかえたふたご座流星群の観測を行いました。卒業研究のテーマとしてこの流星観測とデータ解析を行っている物理学科4年生・櫛田研究室の久保田さんは
「電波では昼間の流星も観測でき、また複数の観測地点のデータから流星の位置、方向を求めることができるのが魅力です。卒業研究では、おひつじ座昼間流星群について調べており、さらに流星のもととなる母彗星起動との関係を求めています。やればやるほど知らないこともあったりしますがそれを突き詰めていくと上手くいったりしてとても充実した研究をすることが出来ています」と話しました。

宇宙線研 梶田先生 に講義して頂きました

6月9日東海大学18号館において,2015年度ノーベル物理学賞を受賞した宇宙線研究所所長梶田先生をお招きして,物理学科1年生に講義をして頂きました。
講義のあと梶田先生は物理学科の教員や学生と歓談し,特に若い学生は梶田先生との対話から研究に対する良い刺激が得られました。

物理学科西嶋教授と西嶋研の過去現在多くの学生たちはスーパーカミオカンデ実験グループに参加し,実験結果を積み重ねてきました。

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