J-PARC/PLANETを用いた高圧下における高精度粉末中性子回折実験と最近の成果; 氷の高圧下における水素結合対称化の観測

High-precision powder diffraction experiments under high pressure at the J-PARC PLANET beamline and recent results; Observation of hydrogen bond symmetrization in ice

服部 高典   ; 小松 一生*

Hattori, Takanori; Komatsu, Kazuki*

超高圧中性子回折装置PLANETは、茨城県東海村の大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に建設された国内初の高圧中性子実験専用のビームラインである。パルス中性子を用いたエネルギー分散型データ測定および最新の光学機器、高圧発生装置を導入することにより、これまでにない高い精度で、広い圧力温度範囲にわたる結晶・液体・ガラスの構造を解析できるようになっている。本稿では、どのようにしてそれが実現されたか紹介するとともに、最近発表された氷の水素結合の対称化の成果に関して紹介する。

The high-pressure neutron diffractometer PLANET is the first beamline dedicated to high-pressure neutron experiments in Japan. It was constructed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) in the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) located at Tokai-mura in Ibaraki Prefecture. Energy-dispersive data measurement using pulsed neutrons, state-of-the-art optical instruments, and a high-pressure device enable us to analyze the structure of crystals, liquids, and glasses over a wide range of pressure and temperature with unprecedented accuracy. In this paper, we will show how this has been achieved and introduce the recently published results on the symmetrization of hydrogen bonds in ice.