ユーザーとスタッフの広場 - KEK

 ユーザーとスタッフの広場
この増強された低速陽電子ビームにより,ポジトロニウ
和田 健氏,高エネルギー加速器科学研究
奨励会の西川賞を受賞
ム負イオンの光脱離及びそれを応用した可変エネルギーポ
ジトロニウムビームの生成の成功につながりました。さら
に,高輝度化したビームを用いた物質最表面原子層からの
2013 年 3 月 14 日
みの明瞭な反射高速陽電子回折(RHEPD)パターン(全
物質構造科学研究所の和田 健 特別助教が,高エネルギ
反射陽電子回折像)観測も成功させ,低速陽電子ビームを
ー加速器科学研究奨励会が授与する平成 24 年度の西川賞
用いた物質科学を切り拓いたことも高く評価されました。
を受賞しました。この賞は,高エネルギー加速器ならびに
本成果によって,安定して高輝度・高強度の陽電子ビー
加速器利用に関る実験装置の研究において,独創性に優れ,
ムを得る技術が確立されました。今後,陽電子ビームを用
かつ論文発表され国際的にも評価の高い業績をあげた研究
いる物質科学研究が大きく進展すると期待されています。
者・技術者に贈られるものです。今回受賞対象となった研
究課題は「KEK 低速陽電子ビームの強度増強とその応用」
山﨑優一氏,日本物理学会若手奨励賞を
です。
受賞
陽電子は,電子の反粒子で正電荷を持っています。陽電
子はイメージングによるがんの診断(PET)など医療分野
で既に利用が進んでおり,材料分野でも,半導体や金属内
2013 年 3 月 29 日
の格子欠陥,合金中のナノ析出物,機能性分離膜や多孔性
材料の孔などを調べるのに用いられています。
東北大学多元物質科学研究所の山
和田氏は,電子線形加速器で加速した電子ビームから高
さかず)氏が,第 7 回(2013 年)日本物理学会若手奨励
優一(やまざき ま
効率で低速陽電子ビームを得ることに成功しました。高エ
賞を受賞しました。この賞は将来の物理学を担う優秀な若
ネルギーの電子ビームをタンタル (Ta) 等の重金属(コン
手研究者の研究を奨励し,物理学会をより活性化するため
バータ)に照射すると,内部で電子・陽電子対生成が起こ
設けられたもので,3 月 26 日から 29 日にかけ広島大学で
ります。対生成された陽電子は,広いエネルギー分布を持
開催される日本物理学会第 67 回年次大会で,授与式およ
ちますが,タングステン (W) 等の薄膜を用いることでエ
び受賞記念講演が行われました。
ネルギーを揃える(単色化する)ことができます。KEK
受賞対象となった研究は「多次元電子分光による電子波
の低速陽電子実験施設では,単色化した陽電子を任意のエ
動関数の立体特性に関する研究」です。山崎氏はこれまで,
ネルギーに加速し,可変エネルギー単色陽電子ビームとし
原子,光,および電子を励起源とした多次元電子分光の新
て物性研究に用いています。
しい実験あるいは理論的計測法を開発し,電子の束縛・連
特に開発されたのは,単色化の要である厚さ 25 μm の
続状態波動関数の立体的な性質の理解に取り組んできまし
タングステン薄膜による井桁構造 2 層のモデレータです。
た。この研究の一部は,柳下 明 KEK 物構研教授の研究グ
井桁構造に組み上げた後,電子ビーム溶接器を用いて従来
ループと共同で,KEK フォトンファクトリーのビームラ
よりも高温でアニール処理するとともに,高圧フローティ
イン BL-2C の同時計測画像観測分光装置を用いて行われ
ング電源を導入し,コンバータ,1 段目のモデレータ,2
ました。これにより,一個の水分子内で,酸素原子から発
段目のモデレータ,引き出しグリッドのそれぞれに相対電
した光電子波が二つの水素原子によって回折される現象の
圧を印加することで,低速陽電子ビーム強度を従来の 10
可視化に成功しました。
倍以上に向上させました。
これは,現在,固体光電子回折で計測されている現象の
側面を,気体分子でも観測可能にした成果で,気体光電
図 1 授賞者ら。一列目,左から 3 番目が和田氏(写真提供:高
エネルギー加速器科学研究奨励会)。
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図 1 授賞式での様子。
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子分光と固体光電子回折を結ぶのみならず,過渡系の分
子・電子構造の新しい計測法として光電子分光が展開可能
ありがとう,オーストラリアビームライン
であることを示すものです。また,X線自由電子レーザー
2013 年 2 月 25 日の朝,フォトンファクトリーの 2012
(XFEL)などを用いた高速光電子回折法へ繋がる研究など,
年度のユーザー運転が無事終了しました。この日,1992
各種先端実験計画の科学的基礎の一つにもなっています。
年から稼働を続けてきたオーストラリアビームラインが,
なお,当該受賞論文は,学術論文誌 Journal of Physics
たくさんの研究成果を残し,その役目を終えました。
B. の 2009 年の年間ハイライト記事に選出されました。研
究成果の詳細については 2009 年 4 月 16 日の [email protected]
日本に作られたオーストラリアビームライン
でも紹介されています。
オーストラリアの研究者がフォトンファクトリーを使い
始めたのは 1980 年代半ばのことです。ちょうどその頃,
2009 年のノーベル化学賞受賞者アダ・ヨナット博士がフ
ォトンファクトリーでリボソームの構造解析の研究を始
藤田誠氏,唯美津木氏,日本化学会各賞
め,すぐに多くの研究者が海を越えてやってくるようにな
を受賞
っていました。放射光が物質の構造や機能の研究のための
2013 年 4 月 5 日
素晴らしい道具であることがオーストラリアの研究者たちに
知られるようになるには,そう時間がかかりませんでした。
平成 24 年度の日本化学会各賞が発表され,藤田誠氏(東
しかし,当時,オーストラリアには放射光施設がありま
京大学大学院工学研究科教授)が第 65 回日本化学会賞を,
せんでした。オーストラリアの研究者からはもっと放射光
唯美津木氏(分子科学研究所准教授,名古屋大学 物質科
を使いたいという要望があがり,オーストラリア政府は国
学国際研究センター教授)が第 1 回女性化学者奨励賞を受
外の放射光施設に専用のビームラインを作ることを決定し
賞しました。
ました。その場所に選ばれたのがフォトンファクトリーで
日本化学会賞は,日本化学会会員であって,化学の基礎
した。こうして,日本とオーストラリアの共同研究に関す
または応用に関する貴重な研究をなし,その業績が特に優
る協定が調印されたのが 1991 年の 7 月でした。
秀な者に授与するものです。また,今年度から新設された
女性化学者奨励賞は,化学の専門性を活かした学術研究に
傑出した業績と貢献がある者で,社会貢献にも努め,国内
外での研究活動・交流を通して我が国の女性化学者の地位
向上に寄与し,将来の科学者・技術者を目指す学生や若手
研究者の目標となる 日本化学会の女性会員(満 40 歳未満)
に授与されます。
藤田氏の受賞対象研究は「自己組織化によるナノスケー
ル物質創成」です。藤田氏は,金属イオンと有機配位子の
組み合わせにより,配位結合を原動力として自動的に組み
上がるさまざまな巨大分子を設計,創出しています。特に,
チューブやケージ状の巨大中空構造体は,ナノスケールの
「容器」として非常に注目されています。これらの巨大化
合物の構造の決定にはフォトンファクトリーでのX線結晶
図1
1992 年,オーストラリアビームラインでの初めてのラウ
エ写真。ビームライン建設に携わった Richard Garrett 氏(左)
と坂部知平教授(右,現 KEK 名誉教授)。
図2
1993 年 10 月 15 日,オーストラリアビームライン完成式典。
構造解析が使われています。
唯氏の受賞対象研究は「固体表面での分子レベル触媒構
造の構築とその機能の可視化」です。触媒の多くは,固体
表面状にさまざまな金属を含む構造が形成されています。
このような構造を自在に設計・構築する手段を確立した
り,化学反応過程での触媒のナノスケールの動きを見るこ
とは,より良い触媒の設計につながります。 唯氏は,固
体表面上に制御された金属活性構造を作ることに成功し,
XAFS 法で活性中心の周りの局所構造を求め,高い選択性
を持つ触媒のキーポイントを明らかにしました。 これは,
より高い活性を持つ触媒の設計のための重要な情報です。
また,フォトンファクトリーや SPring-8 の放射光を利用
した時間分解 XAFS 法で,実際に使われている触媒のダイ
ナミックな動きを捉えることにも成功しています。
PF NEWS Vol. 31 No. 1 MAY 2013
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まもなくオーストラリアビームライン,BL-20B の建設
放射光研究者の育成にも
が始まり,翌年 1992 年 10 月にはビームラインに初めての
オーストラリアビームラインの建設を中心になって進め
放射光が導かれました。1993 年にはこのビームラインの
ていたのは,若い研究者たちでした。そのうちの 2 人は,
アイコンとも言える大きな粉末X線回折計,「Big Diff(ビ
建設期が終わった後もフォトンファクトリーに常駐し,ビ
ッグ・ディフ,Diff は Diffractometer(回折計)の略)」が
ームライン担当者として,実験にやってくるオーストラリ
設置されました。1997 年には多素子ゲルマニウム半導体
アの研究者の支援にあたりました。大学で中性子散乱の研
検出器が導入され,X線吸収微細構造実験(XAFS)を高
究をしていた David Cookson(クックソンさん)と,レー
感度で行うことができるようになりました。結晶でない試
ザー分光が専門の Garry Foran(フォーランさん)にとっ
料の分析ができ,微量な元素も感度よく測定できる XAFS
ても,放射光は未知の世界でしたが,ビームラインの建設,
実験は多くの分野の研究者に放射光利用の道を開きました。
Big Diff やその他の実験装置の設計や立ち上げ,メンテナ
ンスや改造など,このビームラインで得た経験が現在のオ
たくさんの研究成果から自国の放射光施設の建設へ
ーストラリア放射光につながっているのは間違いありませ
この 20 年余の間,このビームラインで実験が行われた
ん。その後も何人もの若い研究者がビームライン担当者と
日数は 3000 日を数え,のべ 2500 人の研究者がオーストラ
して経験を積み,技術を磨いていきました。クックソンさ
リアからやってきました。実施された研究課題の数は 900
んは現在オーストラリア放射光施設のビームライングルー
件。そして,ここから 1000 報に届きそうな数の論文が発
プのリーダーを勤めています。フォーランさんは 2009 年
表されています。つまり,1 つの研究課題から平均して 1
までの長い間,フォトンファクトリーでオーストラリアビ
本以上の論文が生まれているということになります。研究
ームラインの担当を勤め,オーストラリア放射光を経て,
というものは必ずしも成功するとは限らず,論文にならな
2011 年からは CROSS(一般財団法人総合科学研究機構)
い研究も少なからず存在することを考えると,この論文の
の東海事業センターで,J-PARC の中性子をはじめとする
数は驚異的な数字です。オーストラリアの研究者が如何に
量子ビーム利用支援を行っています。そして日本に渡って
放射光の価値を認識して,良い研究を進めていったこと
実験を行った多くのオーストラリア人科学者は,オースト
がよくわかります。1 本のビームラインではすぐに足りな
ラリア放射光施設に研究の場を移してそれぞれ活躍してい
くなり,アメリカの Advanced Photon Source(APS),台湾
ます。
の National Synchrotron Radiation Research Center(NSRRC)
にも専用のビームラインが作られました。そして 2007
Big Diff は故郷へ
年,待望の国内の放射光施設,オーストラリア放射光
3 月 15 日に行われた PF シンポジウムでは,オーストラ
(Australian Synchrotron)が完成し,オーストラリアの研究
リアビームラインのクロージング・セレモニーが開催され
者たちは,自国で放射光を使う夢がやっと叶ったのです。
ました。オーストラリアビームラインの建設に携わった「当
図 3 (上)フォトンファクトリーに常駐したスタッフ,クック
ソンさん(左)とフォーランさん(右)
。(下)最後の 3 人
のビームライン担当者と Big Diff。左から Michael Cheah
Kathryn Spiers,Jade Aitken。
図 4 (上)3 月 15 日のクロージング・セレモニーで講演をする
Richard Garrett 氏と最後のスライド。(下)セレモニーで
は、河田洋教授からビームライン表示盤が送られた。左
から Richard Garrett 氏,Peter A. Lay 氏,Kathryn Spiers 氏,
Garry Foran 氏。
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時の若手研究者」Richard Garrett 氏(オーストラリア核科
学技術研究所,ANSTO)は,オーストラリアビームライ
ンの 20 年間を振り返った講演を,このビームラインのユ
ーザーであった Peter A. Lay 氏(シドニー大学)は,X線
吸収分光法を用いた,金属錯体化合物の生体における反応
や医学応用についての講演をそれぞれ行いました。講演の
後には,フォトンファクトリーからの贈り物として,ビー
ムラインで実際に使われていた制御パネルと,笠間焼が送
られました。
役目を終えた Big Diff は,オーストラリアの放射光科学
の黎明期のメモリアルとしてオーストラリア放射光施設に
展示されるべく,今,海を渡っています。オーストラリア
と日本の間の,放射光科学を通じた長い友人としてのつな
がりが続くようにとのメッセージを,Big Diff は若い世代
に伝え続けていくでしょう。
※本文は KEK ホームページ「ハイライト」に掲載された記事を
転載したものです。(初出:2013 年 3 月 28 日)
図1
2 日 目 午 後 の「 加 速 器 体 感 ツ ア ー」 で は,Linac,PF,
SuperKEKB, Belle の 4 カ所に分かれて加速器を用いた研究
を「体感」。PF ツアーでは,XAFS ビームラインを見学し,
実際の試料(藻類細胞)を取り扱ってみました。
が進められ,3 コマの講義のうちの 1 つは,PF ユーザー
でもある東京電機大学の保倉明子先生に「放射光X線を用
いて環境浄化植物の謎に迫る」というお話をしていただき
ました。また,今年から始まった新しい企画「教えて先輩!
理系女子キャンプ 2013 の報告
理系な女子会」では,千葉大学理学部化学科(4 月から修
物質構造科学研究所/ KEK 男女共同参画推進室(兼務)
宇佐美 徳子
士課程に進学)環境分析化学研究室(沼子研究室)の宮嵜
世里加さんにパネラーとして参加していただきました。こ
のように,物理学以外の分野の講義やパネラーを加えたこ
4 月 3,4 日の 2 日間,桜が満開の KEK つくばキャンパ
とは参加者の女子高校生にもたいへん好評で,もっといろ
スにおいて「TYL スクール・理系女子キャンプ」が開催
いろな分野の話を聞きたい,と希望する生徒もいました。
され,全国から 29 名の女子高校生が集まりました。TYL
まだ進路の定まっていない高校生にとっては,広い分野に
とは Toshiko Yuasa Laboratory の略で,KEK とフランス原
触れて自分の興味のある方向を見つけていくことが大切な
子核素粒子研究所(IN2P3/CNRS),フランス宇宙基礎科学
のだろうと思います。
研究所(IRUF/CEA)の 3 機関が共同で設立した仮想ラボ
先に述べた「理系な女子会」は,初日の夕食後に組まれ
です。フランスを拠点に活躍した日本人女性物理学者,湯
たプログラムで,宮嵜さんを含めて 5 人の大学院生(4 月
浅年子氏(1909 ∼ 1980)の名前が冠されたこの仮想ラボ
からポスドクになられる方も含む)に,研究について,生
では,素粒子原子核物理学や加速器科学に関する日仏両国
活について,そして参加者の女子高校生に応募時に書いて
間の共同研究の推進に加え,女性研究者やそれを目指す女
もらった「理系女子先輩に聞いてみたいこと」の回答をプ
子学生の支援に関する活動を展開しています。
レゼンテーションとしてまとめ,お話ししていただきまし
このイベントは TYL と KEK 男女共同参画推進室が企画
た。どのパネラーのプレゼンも,高校生にわかりやすい言
した女子高校生を対象とするスクールで,2012 年の 3 月
葉で自分の研究を伝えようとする工夫がされていて,女子
に引き続き,今回が 2 回目となります。女子高校生に科学
のコミュニケーション能力の高さを感じました。年齢が近
に興味を抱いてもらえ
いこともあり,参加者の女子高校生にとってはリアルな理
る よ う に, 科 学 実 験,
系女子を感じる良い機会だったと思います。終了後のアン
女子大学院生との懇談
ケートでも「自分が目指す大学生活を考えるきっかけにな
会,女性研究者による
った」「研究が楽しいという思いが伝わってきた」「自分が
講義,施設見学などの
進みたい方向に女性の方がいることに安心した」などの感
プログラムから構成さ
想が寄せられています。
れています。TYL が主
今後もこのようなイベントや日常的な活動を通じて,未
催ですので,昨年は素
来の理系女子を応援していきたいと思っています。PF ユ
粒子物理学分野を中心
ーザーの皆様(理系女子の方も,そうでない方も)にもご
とした講義が組まれて
協力をお願いすることもあると思いますが,どうぞよろし
いましたが,今年はも
くお願いいたします。
っと広い分野から講師
(理系女子キャンプの詳しい情報は http://rkjcamp.kek.jp
を選出する方針で企画
に掲載されています。)
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PF トピックス一覧(1 月~ 3 月)
3. 18
次世代放射光源 ERL の愛称,PEARL に決定
3. 19
物構研サイエンスフェスタ,3 つのシンポジウムと
KEK では 2002 年より「トピックス」,「ハイライト」,
「プレスリリース」と題して最新の研究成果やプレスリリ
合同開催
3. 25
ースなどを紹介していますが,PF のホームページ(http://
ウイルスの侵入を感知し免疫系を活性化する TLR8
受容体の構造を解明
ありがとう,オーストラリアビームライン
pfwww.kek.jp/indexj.html)でも,それらの中から,または
3. 28
PF 独自に記事を作成して掲載しています。各トピックス
3. 29 【連載科学マンガ】カソクキッズ セカンドシーズ
の詳細は「これまでのトピックス」(http://pfwww.kek.jp/
ン第 7 話「第一章おさらいバトル!」が公開され
topics/index.html)をご覧下さい。
ました。
3. 29
山
優一氏,日本物理学会若手奨励賞を受賞
2013 年 1 月∼ 3 月に紹介された PF トピックス一覧
1. 09
金属状態を示す純有機単成分導体の発見
1. 16
偏光を素早く切り換え,微小な信号差をとらえる
−フォトンファクトリー 16 番直線部の高速偏光ス
イッチングシステム−
1. 17
和達大樹氏,日本放射光学会奨励賞を受賞
1. 18
骨粗鬆症やがん転移に関与する分子モーター回転の
仕組みを解明
1. 31
KEK キャラバン,12 月は滋賀,大阪,兵庫,鹿児島,
山形,岩手に派遣
1. 31 【連載科学マンガ】カソクキッズ セカンドシーズ
ン第 5 話「スケールを支配する力(前編)
」が公開
されました。
2. 07
熱膨張しない金属「インバー合金」のインバー/
逆インバー特性の起源を解明
2. 07
ウィンターサイエンスキャンプ開催
2. 07
主加速部超伝導空洞の大電力試験
2. 12
チョコレートを美味しくする物理
2. 20
丹羽 尉博氏,KEK 技術賞を受賞
新しく博士課程に進級された学生さんへ
PF ニュースであなたの修士論文を紹介しませんか ?
PF ニュースでは,新しく博士課程に進級された学生さ
2. 21 「光で作られた隠れた準安定相の発見」が注目論文
んの修士論文の研究内容を紹介するコーナーを設けてお
に選出
ります。PF で頑張って実験されている博士課程の学生さ
2. 22
企業研究者向け XAFS 講習会を開催
ん自身の紹介,また,その研究内容がアピール出来る場
2. 25
IHEP-KEK 定例所長級会合 開催
ですので,我こそはという博士課程の学生さんは,ぜひ
2. 27
駐日インド大使ら,フォトンファクトリーを視察
下記のフォーマットに従い,あなたの修士論文の研究を
2. 28 【連載科学マンガ】カソクキッズ セカンドシーズ
紹介して下さい。また今年,修士課程から博士課程へと
ン第 5 話「スケールを支配する力(後編)」が公開
進学する学生さんが所属される研究室の指導教員の方は,
されました。
積極的に学生さんに PF ニュースへの投稿を勧めて頂けれ
3. 05
アフリカ睡眠病の治療薬となる化合物と標的タンパ
ば 幸いです。
3. 07
アジア加速器・測定器フォーラム「AFAD 2013」開催
ク質の複合体の構造を解明
3. 08 【高校生等実習受入事業】秋・冬は全国から 5 校が
3. 12
関する修士論文を執筆し,修士を取得した方。
【投稿フォーマット】
KEK を訪問
1.修士論文タイトル 2.現所属 , 氏名,顔写真
分子性固体 (EDO-TTF)2PF6 の光誘起相転移のメカニズ
3.修士号取得大学 4.実験を行ったビームライン
ムを理論によって解明 ∼光が当たった物質の変化が
5.論文要旨(本文 650 文字程度) 6.図 1 枚
スパコンによって計算可能に∼
3. 13
ウイルス侵入の鍵となる硫酸化の仕組みを解明
3. 14
和田 健氏,高エネルギー加速器科学研究奨励会の
3. 14
【投稿資格】PF/PF-AR のビームラインを利用した研究に
【原稿量】
図とテキストで刷り上り最大 1 ページ(2 カラム)
【提出物・提出方法】
西川賞を受賞
文字データと図表データをメール添付で PF ニュース編
次世代光源用光陰極直流電子銃から 500 keV 大電
集委員会事務局・高橋良美([email protected]fiqst.kek.jp)まで
流ビーム生成に成功
お送り下さい。
PF NEWS Vol. 31 No. 1 MAY 2013
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