中性子及び赤外線による氷結晶の構造解明と惑星科学への応用

Neutron diffraction and IR absorption studies of ice crystal; An Implication of planetary science

荒川 雅*; 鍵 裕之; Fernandez-Baca, J. A.*; Chakoumakos, B.*; 深澤 裕

Arakawa, Masashi*; Kagi, Hiroyuki; Fernandez-Baca, J. A.*; Chakoumakos, B.*; Fukazawa, Hiroshi

水素配置の秩序化した強誘電性の氷XIが宇宙に存在することは、その強い電気的な力のために、天文学や物理化学の分野で興味をもたらしている。しかしながら、その氷はある限られた温度範囲でのみ発生可能であることから、これがもたらす影響は限られているとも考えられていた。われわれは、中性子回折の実験から、強誘電性を持つ小さな水素秩序領域がより高い温度でも存在し、しかもその秩序領域がより大きな氷XIの成長を促していることを発見した。この微小な秩序領域は、氷XIの残留的な構造と言えるので、水素秩序氷の「メモリー」と名称した。このメモリーの存在が惑星科学にもたらす影響を本講演では考察する。

The existence of ferroelectric ice XI with ordered hydrogen in the universe becomes of interest in astronomy and physical chemistry because of the strong electric force. However, the influence seemed to be limited because it forms at narrow temperature range. From neutron diffraction experiments, we found that small hydrogen-ordered domains with ferroelectricity exist at higher temperature and the domains induce the growth of bulk ice XI. The small ordered domain is named memory of hydrogen ordered ice because it is the residual structure of ice XI.