中国初の高エネルギーニュートロン分光装置、受け入れ審査に合格 - NewsTomo

中国南部・広東省にある中山大学（Sun Yat-sen University）は日曜日、中国初となる高エネルギーの中性子分光装置が正式な受け入れ審査を通過したと明らかにしました。物質のミクロな世界を観測するこの装置は、超伝導や量子磁性など最先端研究を大きく前進させる可能性があります。

中国初の高エネルギーニュートロン分光装置とは

今回受け入れ審査に合格したのは、高エネルギー直接ジオメトリー型非弾性中性子散乱飛行時間分光装置と呼ばれる実験機器です。中性子と呼ばれる粒子を使い、物質の構造やダイナミクス（時間とともにどう動くか）を、原子や分子レベルで観測することができます。

中山大学によると、この装置は中国で初めての高エネルギー型の装置であり、微小物質の性質を詳しく調べるために開発されました。

同大学は、従来の科学計測機器を人間の目にたとえるなら、この分光装置は静止画も動画も撮れる超高性能カメラに相当すると説明しています。物質の静的な構造をとらえるだけでなく、原子や分子がどのように動いているのかを追跡することができます。

とくにこの装置は、1兆分の1秒にあたるピコ秒という極めて短い時間スケールでの運動を追いかけることができます。人間の感覚ではとらえようのない速さの現象を、研究者が見て測ることを可能にするものです。

この分光装置の鍵となるのが、中性子という粒子です。中性子は電気的な電荷を持たず、物質の内部まで届く高い透過力を持っています。そのため、試料の内部で起きている微小な運動を直接とらえることができます。

中性子が原子核と非弾性衝突を起こすとき、その前後で中性子の速さや進む向きが変化します。その変化を精密に測定することで、物質内部でどのようなダイナミクスが起きているかを逆算することができます。

中山大学は、この装置によって、高温超伝導や量子磁性、イオン拡散といった分野における微視的な構造ダイナミクスの解明が期待できるとしています。これらは物性物理学や材料科学の最前線のテーマです。

また、この分光装置は物理学だけでなく、化学や生物学など複数の分野の研究を支える基盤となることが見込まれています。異なる分野の研究者が同じ装置を共有し、物質や生命現象の理解を深めていくことが期待されています。

今回の受け入れ審査通過は、2025年の国際科学ニュースの中でも注目すべき動きの一つだと言えます。ミクロな世界をより正確に観測できるようになることは、基礎研究の進展だけでなく、長期的には社会や産業のイノベーションにもつながる可能性があります。

スマートフォンやインターネットの裏側にも、量子や原子レベルの研究成果が活かされています。今回のような大型の計測装置のニュースは、一見すると日常から遠く感じられますが、数年から数十年の時間軸で見ると、私たちの生活や仕事のあり方に静かに影響を与えていくかもしれません。

ミクロな世界を観測するための道具が進化することで、世界の研究コミュニティがどのような問いに挑み始めるのか。今後の動きにも注目していきたいところです。

Reference(s):
China's neutron instrument for micro-matter passes acceptance review
cgtn.com