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宇宙における氷及びハイドレートの強誘電性に関する研究

Ferroelectric ice and hydrogen-ordered clathrate in our solar system

深澤 裕; 星川 晃範*; Chakoumakos, B.*; Fernandez-Baca, J. A.*

Fukazawa, Hiroshi; Hoshikawa, Akinori*; Chakoumakos, B.*; Fernandez-Baca, J. A.*

オークリッジ国立研究所にて、氷XIが発生可能な圧力範囲を詳しく調べた。0.4GPaまでの圧力で氷XIが発生することが新たにわかった。0.5GPa以上の圧力を加えた場合、氷XIIIと呼ばれる別の水素秩序構造が発生した。1GPa程度まで加圧すると、まずはじめにアモルファス氷が発生したが、一定以上の時間が経過すると、次第に結晶化して水素が揃う様子が捉えられた。以上の結果から、非常に低い温度で存在する氷の天体は、表面から内部にかけてほぼ水素の秩序化した氷で構成されると思われる。ガス分子等を包摂したハイドレートでも同様の秩序化が観察されたので、大気の存在にかかわらず水素は揃うのだろう。氷XIと氷XIIIは宇宙に広く存在すると思われる。これらの氷を観測で発見したいと考えており、実験室で赤外スペクトルを測定している。

We performed long-duration annealing experiments on ice Ih and reported that ferroelectric ice constantly grew below 76 K. The hydrogen ordering was repeated. The detailed analysis of ice with sodium hydroxide also showed the same ordering. The results support our initial proposal of the existence of ferroelectric ice in the Universe.

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