プレス発表2020年6月23日

陽子衝突からの左右非対称なπ中間子生成
～粒子生成の起源に迫る新たな発見～

谷田 聖 他
ハドロン原子核物理研究グループ

先端基礎研究センターハドロン原子核物理研究グループの谷田聖研究主幹らが参画する国際共同研究グループは、米国ブルックヘブン国立研究所（BNL）の偏極陽子衝突型加速器「RHIC（リック）」を使って、反対方向に運動する陽子同士の衝突により、 衝突位置の超前方に生成される「中性π中間子」が大きな左右非対称度を持つことを発見しました。今回、国際共同研究グループは、偏極陽子と陽子の衝突で生成される中性π中間子の左右非対称度が、 超前方付近の小さい角度でも存在することを発見し、さらにその非対称度がゼロ度（図の角度θ=0度）付近で急激に増加し、より大きな角度の値とほぼ同じ大きさに達することを明らかにしました。 この結果により、これまでの理論的解釈は大きな見直しを迫られることになりました。

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プレス発表2020年6月16日

スピン流を介した流体発電現象の大幅な発電効率向上を実現
～スピントロニクス技術を応用した新たなナノ流体デバイスへ道～

中堂 博之 他
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

先端基礎研究センター スピン-エネルギー変換材料科学研究グループ 中堂 博之副主研究員、お茶の水女子大学 髙橋 遼助教（研究開始時　原子力機構　博士研究員）、中国科学院大学 松尾 衛准教授（研究開始時　原子力機構　副主任研究員）、 理化学研究所 前川 禎通上級研究員（研究時　原子力機構　センター長）、東京大学 齊藤 英治教授らは、電子の自転の流れであるスピン流を介した流体発電現象のマイクロメートルスケールの微細流路における特性を解明し、微細になるほど 発電効率が飛躍的に向上することを発見しました。微細流路で流れは層流と呼ばれる状態になり、微小な渦のような液体運動が流路全域に広くなだらかに分布します。このことが、より微細化に適した特性と発電効率の増大につながっています。 スピン流を介した流体発電現象の基礎理論は松尾グループリーダーらが2017年に予言しており、本研究ではこの流体発電現象の実験的実証を層流領域において実現しました。実験の結果、層流領域では発電効率がおよそ10万倍向上することが確認されました。 本研究成果により、スピン流を介した流体発電現象は微細化により特性が大きく向上することが示唆されます。また、流路の内部および外部に付加装置を必要としません。このため、スピントロニクス技術を取り入れたナノ流体デバイスや微細な流れを用いた流速計などに応用できると期待されます。

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プレス発表2020年6月8日

悪魔と取引した電子たち
～磁性体における40年来の謎を解明～

芳賀 芳範 他
重元素材料物性研究グループ

原子力機構は東大及び理研と協力し、セリウム・アンチモンが示す「悪魔の階段」と呼ばれる複雑な相転移現象において、強い相関状態を受け入れることと引き換えに生じる伝導電子の特殊な振る舞いを解明しました。 研究グループは、「悪魔の階段」で変化するスピン配列と伝導電子を超高分解能レーザー光電子分光で測定することで、「悪魔の階段」を誘発するメカニズムを調べました。その結果、本来自由に動き回るはずの伝導電子が、局在スピンとの強い相互作用を受け入れて束縛状態に陥ることと引き換えに、擬ギャップ状態を形成してエネルギー利得を得ることが「悪魔の階段」を引き起こす要因となっていることを突き止めました。本研究で明らかにした電子とスピンの強い相関は、スピン配列で伝導電子を制御して磁気メモリなどの動作原理としても機能するため、スピントロニクス磁性材料設計への展開が期待できます。

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お知らせ2020年1月30日

「１校に１枚核図表」を！原子核の世界観を届けたい
クラウドファンディングへのチャレンジを開始しました

小浦 寛之
先端理論物理研究グループ

2020年1月30日から3月26日まで、原子核の世界地図である「核図表」を全国の高校などの配布するためのクラウドファンディングに挑戦します。
今回のチャレンジでは、専門家向けの核図表を、高校生・一般向けにも展開することで、原子核の世界の奥深さを伝えて行くことを目指します。

3月19日に「1校に1枚核図表」を！ クラウドファンディング 100%を達成しました！
本プロジェクトにご支援頂いた皆さまに感謝いたします。

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プレス発表2019年11月14日

グラフェン超伝導材料の原子配列解明に成功
～薄くて柔らかい、原子スケールの２次元超伝導材料の開発に新たな道～

深谷 有喜
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

原子力機構は東大、早稲田大、KEKと協力し、これまで未解決だった超伝導を示す炭素原子層物質グラフェンとカルシウムの２次元化合物の原子配列を、全反射高速陽電子回折法（TRHEPD法、トレプト法）という実験手法を用いて世界で初めて決定しました。また、この原子配列が電気抵抗がゼロになる超伝導現象を示すことも実験により明らかにしました。グラフェンを利用した新たな化合物の原子配列を解明したことで、エネルギー損失ゼロの超高速情報処理ナノデバイスなどの材料開発への応用に道を開くものです。

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プレス発表2019年6月13日

スピン流が機械的な動力を運ぶことを実証
～ミクロな量子力学からマクロな機械運動を生み出す新手法～

針井 一哉 他
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

先端基礎研究センター スピン-エネルギー変換材料科学研究グループ 針井 一哉研究員（特定課題推進員）、東北大学金属材料研究所・材料科学口頭研究所の齊藤 英治教授、理化学研究所 前川 禎通グループリーダーらの研究グループは、スピン流が運ぶミクロな回転がマクロな動力となることを実証しました。マイクロメートルスケールの磁性絶縁片持ち梁（カンチレバー）注１）を作製し、そこに磁気の流れであるスピン流注２）を注入することでカンチレバーを振動させることに成功しました。カンチレバーは絶縁体なので、電流は一切流れず、磁気の流れであるスピン流だけを流すことができます。この結果により、スピン流が運ぶミクロな量子力学的回転がマクロな動力となることが実証されました。今回作製した素子では、加熱によってスピン流を注入するため、カンチレバー上に電気配線することなく振動を起こすことができます。そのため、本手法は配線が困難なマイクロ機械デバイスの動力などに応用できる可能性があります。

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プレス発表2019年5月28日

磁石を伝わる磁気の波を数学（トポロジー）で分類
－表面波の安定性のメカニズム解明が、情報機器の省エネ・高機能化に新たな道を拓く－

山本 慧、齋藤 英治
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

先端基礎研究センター スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ 山本 慧任期付研究員（文科省卓越研究員制度）、東京大学工学部の齊藤 英治教授らの研究グループは、磁石を伝わる磁気の波をトポロジーを用いて分類し、表面波が持つ安定性を説明することに世界で初めて成功しました。磁気の波には、磁石の内部を伝わる波と表面を伝わる波があります。表面波は内部波より長い距離を安定して伝わります。これは古くから知られていましたが、なぜ安定して伝わるかは解明されていませんでした。本研究では、磁気の波を数式として表した上で、トポロジーによる分類手法を用いて、表面波が安定に伝わる仕組みを世界で初めて解明しました。本成果は、表面波を情報処理へ応用できる可能性を拓くもので、電気回路に依存しないより省エネ・高機能な情報機器の開発につながることが期待されます。

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プレス発表2019年2月26日

新種の超原子核（二重ラムダ核）を発見
－中性子星の内部構造の謎に迫る－「美濃イベント」と命名

吉田 純也
ハドロン原子核物理研究グループ

原子力機構は、岐阜大、J-PARCセンター、KEKなどと協力し、ベリリウムの原子核を芯とする二重ラムダ核を発見しました（図）。（「美濃イベント」と命名。）今回発見した「美濃イベント」でもラムダ粒子間に働く力が引力であり、「長良イベント」とは大きさが異なることを確認しました。芯となる原子核の違いで、ラムダ粒子の結合エネルギーに変化があることを観測した初めての例です。この結果は、J-PARCの高純度かつ大量の中間子を使用したことなどで、過去の100倍のデータを取りためることができたことによります。物質を構成する素粒子に働く力の性質と仕組みの解明は、現代物理学の大きなテーマです。2つのラムダ粒子が原子核に入った「二重ラムダ核」の質量変化を測定することで、ラムダ粒子間に働く力の大きさを定量的に知ることが、課題の一つでした。二重ラムダ核として最初に発見した、ヘリウム4（He4）の原子核を芯とした「長良イベント」では、ラムダ粒子間に働く力が「引力」であることが分かりました。そこで、二重ラムダ核の芯となる原子核を変えることで、ラムダ粒子間に働く力の詳細を調べることにしました。新たに開発中の画像認識技術を用いた全面探査システムの導入などで、過去の実験の100倍の二重ラムダ核を検出できるようになります。中性子星の内部には、強力な重力により、ラムダ粒子が存在する可能性があります。したがって、ラムダ粒子の力の詳細が明らかになれば、中性子星の構造解明に結びつくものと期待できます。

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プレス発表2018年12月20日

磁石の中を高速に伝播する”磁気の壁”の運動を電圧で制御することに成功
－磁気メモリデバイスの高性能化に道－

家田 淳一
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

原子力機構は東大、電通大と協力し、磁石の中を高速に伝播する”磁気の壁”の運動を電圧で制御することに成功しました。磁石の中を伝播する”磁気の壁”（磁壁）をより高速で駆動させる技術は磁気メモリの高性能化に不可欠であり、磁石に電圧を加える手法はそれを省エネルギーで実現するものとして期待されています。これまでは秒速1ミリメートル以下という極めて遅い速度領域でしか主な実証報告がありませんでしたが、本研究ではそれよりはるかに高速な秒速100メートルを超える速度領域において、磁壁の速度を電圧により変化させることに成功しました。メモリとして実用可能な速度領域における電圧による磁壁速度変化の実証は世界初であり、高速・大容量・高耐久性という特性を兼ね備えた究極のストレージメモリとして期待される「レーストラックメモリ」の実現にも大きく近づく成果です。

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プレス発表2018年12月4日

磁気ゆらぎと共に現れる超伝導
－ウラン強磁性超伝導体の高圧力下で出現と磁気ゆらぎの関係を世界で初めて解明－

立岩 尚之
重元素材料物性研究グループ

原子力機構の立岩尚之研究主幹らは、ウラン化合物UGe2において、強磁性と超伝導が協調関係にあることを世界で初めて明らかにしました。従来、強磁性と超伝導は相が悪いされてきましたが、近年いくつかのウラン化合物で強磁性と超伝導共存が発見され、その超伝導機構の解明が待たれる状況にありました。高圧下で超伝導と強磁性の２つの現象が現れるウラン化合物UGe2で、強磁性 ゆらぎと超伝導の密接な関係を世界で初めて発見しました。本研究成果から、強磁性ゆらぎが超伝導出現で重要な役割を果たすと考えられ、超伝導の機構解明への発展が期待されます。

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プレス発表2018年11月2日

鉄リン系超伝導体で高エネルギーの反強磁性磁気ゆらぎを世界で初めて発見
－鉄系超伝導体の機構の解明、新しい超伝導体の探索へ－

社本 真一
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

原子力機構は総合科学研究機構、J-PARCセンターと協力し、鉄リン系超伝導体（LaFePO）で高エネルギーの反強磁性磁気ゆらぎを世界で初めて発見しました。鉄系超伝導体の発見以来、反強磁性磁気ゆらぎの探索が行われ、反強磁性磁気ゆらぎのエネルギーと超伝導転移温度（TC）は関係があり、TC の低い物質では、反強磁性磁気ゆらぎのエネルギーは低いか存在しないと考えられてきました。今回、当研究グループは、酸素濃度の調整条件を最適化することによってて⾼品位鉄リン系超伝導体（LaFePO）試料の⼤量合成に成功し、これを用いてこれまで見過ごされてきた高いエネルギーまで観測領域をひろげることにより、予想よりも約15 倍程度⾼い約40meVに反強磁性磁気ゆらぎが存在することを世界で初めて明らかにしました。⾼エネルギーの反強磁性磁気ゆらぎをもつ超伝導体が必ずしも⾼い超伝導転移温度を⽰さないことがわかり、これまでの常識とは異なる⾼エネルギーの反強磁性磁気ゆらぎの発⾒により、鉄系超伝導体において超伝導機構の鍵となる反強磁性磁気ゆらぎの役割への理解が深まることが期待されます。

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プレス発表2018年8月31日

高速回転で探る磁石中の電子の回転運動の消失
－回転運動の消失による高速磁気デバイスの材料探索に道を拓く－

今井 正樹
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

原子力機構は理研と協力し、磁石を高速回転させるだけで、磁気の素となる電子の回転運動（角運動量）の温度変化を観測する汎用性の高い角運動量測定装置を開発しました。さらにこの角運動量測定装置を使って角運動量の大きさを調べることで、ある特定の磁性体で、角運動量が消失するのを観測しました。磁気反転プロセスと角運動量は密接に関係しており、角運動量が小さい時に磁気反転が高速化されます。角運動量測定装置でさまざまな物質の角運動量を測定することで、次世代の高速磁気デバイス向けの材料探索を行うことが期待されます。

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プレス発表2018年8月24日

負のミュオン素粒子で視る物質内部
－世界最高計数速度の負ミュオンビームで長年の夢が実現－

髭本 亘
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

原子力機構は豊田中研やKEK、阪大やICUと協力し、J-PARCの大強度のミュオンビームと高感度の高集積陽電子検出器システムを組み合わせることで、世界で初めて、負電荷を持つ素粒子ミュオンによって水素が物質内に作る微小磁場を検出しました。これにより固体内の水素の運動を検出できるようになり、高性能な水素貯蔵材料の開発への貢献に期待されます。

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研究紹介2018年5月9日

原子力機構の“いま－これから” 日刊工業新聞にて毎週金曜日連載中

先端基礎研究センター

日刊工業新聞にて平成30年２月２日より毎週金曜日連載の「原子力機構の“いま－これから” 」に先端基礎研究センターの研究者による研究紹介が掲載されています。ご覧ください。

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受賞2018年4月10日

APS journals Outstanding referees, 2018

立岩 尚之
重元素材料物性研究グループ

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プレス発表2018年3月29日

従来の40倍もの巨大ファラデー効果を示す薄膜材料の開発に成功
ー45年ぶりの新しい磁気光学材料の発見ー

前川 禎通
ボウ・グウ（スピンーエネルギー変換材料科学研究Gr）

原子力機構は電磁材料研究所や東北大と協力し、鉄（Fe）-コバルト（Co）合金と、フッ化アルミニウム（AlF₃）やフッ化イットリウム（YF₃）のターゲットを用いたスパッタ法により、ナノメートル（1/1000000ミリメートル）の微細複合構造を持つナノグラニュラー磁性体の研究開発を進め、世界的に求められつつも45年間実現しなかった新しいファラデー効果を示す材料の開発を実現しました。本研究の成果を発展させることにより、光デバイスの小型化・集積化が可能となり、ノイズ、消費電力、処理速度などの電子デバイスが抱える原理的な限界は無縁のものになるでしょう。

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研究成果2018年3月19日

米国物理学会による先端基礎研究センター紹介動画の公開

先端基礎研究センター

米国物理学会（APS）では毎年3月に世界中の研究センターの紹介動画を公開しています。今年度はその一つとして先端基礎研究センターが選ばれ、「APS TV 2018」の一つとして紹介動画が公開されました。

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プレス発表2018年2月13日

物質内部の隠れたトポロジーの直接観測に成功
－「物質のトポロジー」は見かけより中身が大事－

芳賀 芳範
重元素材料物性研究グループ

原子力機構は東大、理研、阪大、高輝度光科学研究センターと協力し、セリウムモノプニクタイドと呼ばれる物質群において、物質内部に隠れたトポロジーの決定に世界で初めて成功しました。トポロジーとは、連続的に変形できるか否かにより形を分類する数学の学問です。これまで物質内部に潜在するトポロジーは、物質の表面という「見かけ」だけの観測で非直接的に判断されてきましたが、今回、大型放射光施設SPring-8から得られる高輝度の軟X線領域の光と角度分解光電子分光を組み合わせた軟X線固体分光ビームライン BL25SU を用いて、セリウムモノプニクタイドと呼ばれる物質群の電子構造を詳細に調べることにより、「見かけ」の観測を必要としない、物質の内部に隠れたトポロジーの直接的な観測に世界で初めて成功しました。今回確立した実験手法は、物質本来のトポロジーを曖昧なく決定することができるため、多彩なトポロジカル電子相の発見に繋がることが期待されます。

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プレス発表2018年1月11日

磁場に負けない超伝導
ーウラン化合物で現れる、磁場に強い超伝導の仕組みを解明ー

服部 泰佑
重元素材料物性研究グループ

原子力機構の服部研究員らは、原子力機構の施設を活用し、核燃料物質であるウラン化合物URu₂Si₂が、強い磁場環境下でも超伝導を維持できる仕組みを初めて明らかにしました。これまで核燃料物質という性質上取扱いが難しく、実際に測定できたことはありませんでした。このことは、より実用的な超伝導磁石等の開発に役立つと期待されます。

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プレス発表2018年1月10日

スピン流の雑音から情報を引き出す
～スピン流高効率制御に向けた新手法～

大沼 悠一、前川 禎通
スピンーエネルギー変換材料研究グループ

原子力機構は東北大や東大と協力し、スピン流雑音の基礎理論を構築し、スピン流生成に伴って試料に発生する熱量をスピン流雑音測定から決定する手法を発見しました。これによって、スピン流の生成メカニズムを精密に調べることが可能となり、スピン流の高効率制御技術と省電力電子技術の発展につながることが期待されます。

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プレス発表2018年1月9日

極小世界のビリヤード実験
ー偏極陽子と原子核の衝突反応で大きな左右非対称性を発見ー

谷田 聖
ハドロン原子核物理研究グループ

原子力機構は理研と協力し、米国ブルックヘブン国立研究所（BNL）の「RHIC衝突加速器」を使い、偏極陽子と金原子核の衝突反応により生成される中性子の飛び出す方向に、左側へ約15％偏りがあることを発見しました。今後、原子核の電荷依存性を系統的に調べることにより、電磁相互作用介在の裏付けを行い、反応メカニズムの解明を目指します。

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受賞2017年12月

Editor's Choice

浅井 雅人
重元素核科学研究グループ

重イオン核融合反応を用いて超重元素を合成するためには、核反応に最適なビームエネルギーの決定や融合反応メカニズムの解明が不可欠です。本研究では、準弾性散乱断面積の測定から116番元素を合成する核反応の融合障壁分布を初めて測定し、最適ビームエネルギーとの関係を明らかにしました。この成果は、今後118番元素より重い新元素を合成する際に役立つものと期待されます。本論文は日本物理学会欧文誌: Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ)のEditors’ choiceに選ばれました。

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受賞2017年12月1日

第28回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会奨励賞

中島 浩司
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

中島浩司研究員が、公益社団法人日本化学会が主催する「第28回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会」において、「奨励賞」に表彰されました。これは、同会でポスター発表をした者の中から、特に優秀な発表をした者を表彰するもので、ポスターの完成度や発表・質疑応答での対応の観点から選出されたものです。

プレス発表2017年11月28日

核分裂における原子核のさまざまな“ちぎれ方”を捉える
－放射性物質の毒性低減に貢献－

廣瀬 健太郎
重元素核科学研究グループ

原子力機構は東工大や近畿大との共同研究により、核分裂における原子核のさまざまな“ちぎれ方”を捉え、原子核からの中性子放出と核分裂における原子核の“ちぎれ方”の関係を初めて明らかにしました。核分裂は、原子核が変形して２つにちぎれる現象ですが、これまで原子核の中性子放出と“ちぎれ方”の詳細を知ることができませんでした。本研究では、実験と理論を駆使して、これを初めて明らかにしました。原子核の中性子放出と“ちぎれ方”の解明により、核分裂に対する深い理解につながり、さらには核分裂を利用した放射性物質の毒性低減のための核変換技術への貢献が期待できます。

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受賞2017年11月17日

2017年度核データ研究会　優秀ポスター賞

Mark Vermeulen（マーク バーミューレン）
重元素核科学研究グループ

受賞2017年11月6日

平成29年度理事長表彰【研究開発功績賞】

深谷 有喜
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

受賞2017年10月11日

Congressi Stefano Francini Award for young scientist at 9th Workshop on the Chemistory of the Heaviest Elemnts(CHE9), Best Contribution

Nadine Mariel Chiera（ナディーン マリエル キエラ）
重元素核科学研究グループ

Nadine M. Chiera研究員が、Paul Scherrer Institute (PSI)とETH Zurichが主催するワークショップCHE9において、「CSF（Congressi Stefano Francini） Award for young scientist」の「Best Contribution」に表彰されました。これは、CHE9において、特に優れた研究内容とその成果を発表した若手研究者を表彰するという観点から選出されたものです。

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プレス発表2017年9月23日

走査トンネル顕微鏡による電子軌道秩序の直接観察
-物質表面に現れる新たな秩序の発見-

芳賀 芳範
重元素材料物性研究グループ

東京大学物性研究所などと協力し、JAEA先端研は、重い電子系超伝導体CeCoIn5の最表面で、電子軌道による新たな秩序状態の存在を、走査トンネル顕微鏡（STM）によって発見しました。これまで間接的な観察しか行われていなかった電子軌道の秩序状態が、初めて実空間で直接的に観察されました。表面で誘起される軌道秩序は、普遍的な現象である可能性があり、今後、未解明の物理現象解明への糸口となることが期待されます。

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プレス発表2017年8月18日

音波を用いて銅から磁気の流れを生み出すことに成功
－磁石や貴金属を必要としない磁気デバイス開発へ－

松尾 衛　他
当時スピンーエネルギー変換材料科学研究グループ

慶應義塾大学、東北大学、原子力機構の研究グループは銅にレイリー波と呼ばれる音波を注入することにより、磁気の流れである「スピン流」を生成することに成功しました。
本研究で生成したスピン流による実験結果から、スマートフォンなどの携帯情報端末に広く搭載されている磁気デバイスの高性能化・省電力化や安価なレアメタルフリー技術として大きく貢献することが期待されます。

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プレス発表2017年8月10日

99番元素アインスタイニウムを用いた研究の開始について　
－日米の協力で実現する世界初の実験－

西尾 勝久　他
重元素核科学研究グループ

JAEAは米国オークリッジ国立研究所との協力で、アインスタイニウム同位体（²⁵⁴Es）を特別に入手することとなりました。日本がアインスタイニウムを入手するのは初めてとなります。この同位体と、タンデム加速器やSPring-8で開発したJAEA独自の装置を利用することにより、核分裂のメカニズムやアインスタイニウムの水和構造を調べる実験を計画しています。

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受賞2017年6月10日

Most Cited Paper Award of Analytical Sciences 2016

下条 晃司郎
界面反応場化学研究グループ

下条晃司郎研究員が、Analytical Sciences誌の「Most Cited Paper Award of Analytical Sciences 2016」を受賞しました。これは、2014年～2015年にAnalytical Sciences誌に掲載された314報の論文の中で2016年に最も引用された論文に送られる賞です。

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受賞2017年3月10日

IOP Publishing Reviewer Awards 2016
（Journal of Physics: Condensed Matter Outstanding Reviewers of 2016）

立岩 尚之
重元素材料物性研究グループ

「立岩尚之研究主幹が、英国物理学会（IOP）が主催する「IOP Publishing Reviewer Awards 2016」において、「Journal of Physics: Condensed Matter Outstanding Reviewers of 2016」に表彰されました。これは、Journal of Physics: Condensed Matter 誌の査読者の中から、論文誌の査読に特に貢献した査読者を表彰するもので、査読コメントの数や、即時性、質の観点などから選出されたものです。

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プレス発表2016年9月28日

新たなスピン流の担い手を発見
～量子効果を用いた熱電発電、情報伝送へ道～

前川 禎通　他

スピン流とは、物質中の磁気の流れです。スピン流の利用により、電流では不可能であった低消費電力による情報伝導、情報処理、エネルギー変換が可能になるため、次世代のエレクトロニクスの候補「スピントロニクス」の重要な要素と期待されています。本研究は、「量子スピン系」と呼ばれる物質群において、従来とは全く異なるタイプのスピン流が存在することを明らかにしました。

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プレス発表2016年9月28日

世界で初めての透明強磁性体の開発に成功
― 新しい磁気光学効果の発見 ―

前川 禎通　他

透明磁石の開発は、磁性材料研究において重要なテーマの一つです。室温で透明磁石が実現すれば、磁気・電子および光学デバイスのみならず、様々な産業分野に多くの革新的な技術発展をもたらすことが期待できます。ナノメートル(1/1000000ミリメートル)の微細複合構造を持つナノグラニュラー磁性体の研究開発を進め、可視光領域において高い光透過性を持ち、かつ強磁性併せ持つ薄膜材料の開発に成功しました。

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プレス発表2016年9月13日

新材料ゲルマネンの原子配置に対称性の破れ
― 省エネ・高速・小型電子デバイス実現に向けた素子開発へ道 ―

深谷 有喜　他
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

全反射高速陽電子回折（TRHEPD）法を用いて、グラフェンのゲルマニウム版である”ゲルマネン”の原子配置の解明に成功しました。その結果、これまでの予想に反し、ゲルマネンの原子配置の対称性が破れていることが明らかになりました。

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プレス発表2016年8月26日

重イオン反応による新たな核分裂核データ取得方法を確立
― 核分裂現象の解明にも道 ―

西尾 勝久　他
重元素核科学研究グループ

核分裂片の質量数収率分布を、重イオンどうしの衝突で生じる多核子移行反応によって取得する新たな方法の開発に成功しました。これにより、中性子過剰核など未測定核種を含む14核種以上のデータを１度に取得できることが可能となりました。また、動力学モデルが核分裂機構を説明できることを示しました。

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プレス発表2016年5月10日

森林から生活圏への放射性セシウムの移行を抑制する新技術
高分子化合物と粘土を利用、自然の力を使って穏やかに里山を再生
福島県飯舘村などで実証実験を展開　生活圏の再汚染の防止へ期待

長縄 弘親　他
界面反応場化学研究グループ

森林生態系を破壊せず、降雨などの自然の力を利用して穏やかに里山を再生するための、放射性セシウムの移行抑制の新技術を開発しました。セシウムを吸着するベントナイトを森林傾斜地における腐葉土に散布して、セシウムの植物への吸収を防ぐとともに、ポリイオンコンプレックス（反対電荷を持った高分子が静電力によって自己集合したもの）を用いて、雨水の流れで移行するベントナイトを捕捉します。

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プレス発表2016年3月14日

ニュートリノ質量決定に不可欠なデータをスーパーコンピュータ「京」で計算

宇都野 穣　他
重元素核科学研究グループ

東京大学、日本原子力研究開発機構などの研究グループは、スーパーコンピュータ「京」を用いた大規模原子核構造計算によって、カルシウム48のゼロニュートリノ二重ベータ崩壊の核行列要素に対する最も信頼度の高い値を得ることに成功しました。ゼロニュートリノ二重ベータ崩壊の半減期が測定されると、この計算からニュートリノの質量に対して極めて大きな制約を与えることが可能となります。

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プレス発表2016年3月7日

全反射高速陽電子回折法によりグラフェンと金属との界面構造の解明に成功
― グラフェンを用いた新規材料開発に道 ―

深谷 有喜　他
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

日本原子力研究開発機構（JAEA）と高エネルギー加速器研究機構（KEK）との共同研究チームは、共同開発した全反射高速陽電子回折（TRHEPD）法を用いてグラフェンと金属基板間の境界面の構造（界面構造）を詳細に調べ、金属の元素によるグラフェンとの結合の違いを実験的に明らかにしました。

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プレス発表2016年2月24日

30年来不明であった光触媒TiO2表面の原子配置を決定
～世界最高強度の高輝度陽電子ビームによって表面構造を明らかに～

深谷 有喜　他
ナノスケール構造機能材料科学研究グループ

高エネルギー加速器研究機構（KEK）、北海道大学、日本原子力研究開発機構（JAEA）の共同研究チームは、表面敏感な全反射高速陽電子回折（TRHEPD）法を用いて光触媒として知られている二酸化チタンの表面構造を決定し、最表面に位置する酸素の原子配置が非対称化することを明らかにしました。

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プレス発表2015年12月2日

Nature PhysicsとNature Materials の２誌に解説論文が掲載されました

スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

11/3にプレスリリースした研究成果「液体金属流から電気エネルギーを取り出せることを解明～電子の自転運動を利用した新しい発電へ～」がNature PhysicsとNature MaterialsのNews&Viewsで取り上げられました。

Nature Materials
http://www.nature.com/nmat/journal/v14/n12/full/nmat4499.html
Nature Physics
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3572.html

プレス発表2015年11月25日

J-PARCハドロン実験施設で
“奇妙な粒子”が原子核の荷電対称性を破る現象を発見

佐甲 博之　他
ハドロン原子核物理研究グループ

東北大学・高エネルギー加速器研究機構(KEK)・日本原子力研究開発機構(JAEA)を中心とする国際グループは、大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で行った実験で、原子核のもつ基本的な対称性である「荷電対称性」が、原子核に「奇妙な粒子」と呼ばれるラムダ粒子を加えることで大きく崩れることを発見しました。

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プレス発表2015年11月6日

スピン流を用いて磁気の揺らぎを高感度に検出することに成功
―スピン流を用いた高感度磁気センサへ道―

前川 禎通　他

磁気の向きが乱雑なまま固化した状態であるスピングラスに、電荷の流れを伴わないスピンのみの流れ（スピン流）を注入することで、現在最高感度の観測装置である超伝導量子干渉計（SQUID）でも観測することのできなかった磁気の揺らぎを高感度に検出することに成功しました。この技術を応用することで、高感度磁気センサへの道が開けると期待されます。

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プレス発表2015年11月3日

液体金属流から電気エネルギーを取り出せることを解明～
電子の自転運動を利用した新しい発電へ～

松尾 衛　他
スピン－エネルギー変換材料科学研究グループ

水銀などの液体金属の中で発生する渦運動が、その金属原子中の電子をプロペラのように回転させることで発電する仕組みを世界で初めて発見しました。この発電方法はタービンのような構造物を一切必要としないので、将来は、わずかな電気で動作するナノサイズの超小型ロボットの電源技術への応用などが期待されます。

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プレス発表2015年9月28日

イオン照射による新奇複合ナノチューブの新たな創製方法の開発に成功（お知らせ） －小型化・省電力化された電子・発光デバイスへの道を拓く－

朝岡 秀人　他
研究推進室

イオン照射により、結晶状態や構造をコントロールした新奇複合ナノチューブの創製方法の開発に成功しました。本手法は、様々な新奇複合セラミックナノ材料の創製を可能とし、それらを用いた小型化・省電力化された電子・発光デバイスの開発が、今後期待されます。

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プレス発表2015年5月18日

超伝導体中の準粒子スピン流による巨大スピンホール効果の観測に成功
― 次世代超伝導スピントロニクス素子実現に道筋―

前川 禎通
スピンｰエネルギー変換材料科学研究Gr

・超伝導体中でのスピンホール効果の観測に初めて成功した。 ・超伝導状態では常伝導状態に比べスピンホール効果が2000倍以上増大することを発見した。 ・微小なスピン流から大きな信号を取り出せることから、スピン検出素子や次世代スピントロニクス素子の実現への貢献が期待される。

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プレス発表2015年5月15日

強い磁場でよみがえる超伝導のしくみを解明
－ 磁場で制御するウラン化合物の新しい機能性の解明と材料開発の推進 －

徳永 陽
重元素材料物性研究Gr.

ウラン化合物URhGeでは、磁場でいちど壊された超伝導が、さらに強い磁場をかけると再び出現するという、これまでにない現象が見つかっていました。今回、核磁気共鳴実験からこの新しい超伝導のメカニズムを初めて明らかにしました。

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プレス発表2015年4月9日

103番元素が解く、周期表のパズル－ローレンシウム（Lr）のイオン化エネルギー測定に成功－

佐藤 哲也　他
重元素核科学研究グループ

103番元素ローレンシウム（Lr）のイオン化エネルギー測定に成功しました。ローレンシウムを含む超重元素のイオン化エネルギーは生成量の少なさと寿命の短さから今まで測定されたことがありませんでしたが、新たな測定方法を開発し実現しました。測定したイオン化エネルギーは他のアクチノイドと比べて極端に低いこと、この値を理論計算で再現すると、最外殻電子が相対論効果の影響を受けて周期表から期待される軌道と異なることを高い精度で明らかにしました。

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プレス発表2015年3月12日

最新の原子核崩壊データを手の中に　−原子核崩壊データを網羅した原子核の世界地図「原子力機構核図表2014」の完成−

小浦 寛之　他
重原子核反応フロンティア研究グループ

最新データを用いて「原子力機構核図表」を大きく改訂しました。3,150核種の原子核崩壊データを掲載し、原子核の理論予測の成果を用いて未発見原子核の性質を収録しています。

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プレス発表2015年1月8日

絶縁体に光を照射してスピン流を創り出す新しい原理を発見
～新原理・新機能のエネルギー変換技術開発に道～

前川 禎通　他
量子物性理論研究グループ

特定の金属微粒子への光照射で誘起される「表面プラズモン」と呼ばれる電子の集団運動を磁石の中で励起することで、光のエネルギーをスピン流に変換することに世界で初めて成功しました。

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プレス発表2014年12月19日

金属中の磁気・電気の流れを切り替える
－ 原子力分野での熱電発電利用に向けて －

前川 禎通　他
量子物性理論研究グループ

極僅かにイリジウムを添加した銅において、磁気の流れを電気の流れ(もしくはその逆)に変換する物理現象(スピンホール効果)で生じる電圧の符号が、電子同士の互いに反発しあう力によって反転することを理論的に示しました。

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プレス発表2014年12月12日

熱の流れが磁場で変わる仕組みを解明
－ 磁場を用いた熱流制御の可能性 －

前川 禎通　他
量子物性理論研究グループ

フォノンホール効果について、なぜ熱流が磁場によって向きを変えるのかは謎でしたが、今回、当研究グループは、この現象の起源が、非磁性絶縁体に極僅かに含まれた磁気を持ったイオン（磁性イオン）によるものであることを、理論計算によって明らかにしました。

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プレス発表2014年12月2日

超伝導ゆらぎによる巨大熱磁気効果の発見

芳賀芳範　他
アクチノイド物質開発研究グループ

ウラン化合物超伝導体URu₂Si₂の超純良試料を用い、超伝導ゆらぎに起因した「熱磁気効果」を精密に測定した結果、従来の理論値に比べ100万倍にも達する巨大な熱磁気効果を観測しました。

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プレス発表2014年11月14日

下水汚泥焼却灰中における放射性セシウムを９０％以上回収することに成功 －放射性物質を含む汚泥焼却灰の処理に道筋－ (お知らせ)

香西 直文　他
バイオアクチノイド化学研究グループ

東京電力株式会社福島第一原子力発電所事故によって生成された、放射性セシウムを含む下水汚泥焼却灰の化学状態を分析し、灰を数百ナノメートルサイズの粒子まで粉砕して処理することで、90%以上の放射性セシウムを回収することに成功しました。

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プレス発表2014年9月22日

まだら模様に凍る電子 ─磁場で変化する重元素化合物による新しい原子力材料開発の推進─

神戸 振作　他
重元素系固体物理研究Ｇｒ

重元素イッテルビウム(Yb)化合物において、低温の環境下では異なった状態の電子が共存し、磁場によって電子状態が変化する現象を発見しました。

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プレス発表2014年9月19日

106番元素シーボーギウム（Sg）のカルボニル錯体の合成に成功 －Sgが周期表第6族元素に特徴的な化学的性質を持つことを実証－

浅井 雅人　他
超重元素研究Gr

106番元素「シーボーギウム（Sg）」の有機金属錯体の化学合成に成功しました。また、その揮発性に関する化学データから、Sgが周期表の第6族元素に特徴的な化学的性質を持つことを実証しました。

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プレス発表2014年8月7日

DNA損傷プロセスにおける水と放射線の相乗効果を観測する 技術開発に成功

横谷 明徳　他
放射場生体分子科学研究Ｇｒ

大型放射光施設（SPring-8）のX線を用いた研究において、生体内のDNAに対して水と放射線が相乗的に働いてDNA損傷の度合いを左右するような新しいプロセスを観測するための技術開発に成功しました。

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プレス発表2014年7月22日

大きな誘電率と磁気-誘電効果を示すナノグラニュラー材料の開発に成功 ― 新しい多機能性（マルチ・ファンクショナル）材料の発明 ―

前川 禎通　他

ナノグ ラニュラー材料と呼ばれるナノ磁性粒子を誘電相中に分散させた金属と絶縁体の２相 からなる薄膜誘電体材料であり、室温で大きな誘電率と磁気-誘電効果を示すことを 見いだしました。

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プレス発表2014年6月27日

ウラン系強磁性超伝導体における新しいタイプの磁性現象の発見 ─磁性が共存する超伝導メカニズムの解明へ─

立岩 尚之　他
アクチノイド物質開発研究Gr

磁性と超伝導が共存する唯一の超伝導体として知られているウラン系強磁性超伝導体において、既存の磁性理論では説明できない全く新しいタイプの磁性現象を発見しました。

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プレス発表2014年6月19日

直接観測された物質物理学の謎「隠れた秩序」

芳賀 芳範　他
アクチノイド物質開発研究Gr

ウラン化合物URu₂Si₂の「隠れた秩序」の結晶構造が、わずかに菱形状にひずんでい ることを、SPring-8における放射光を用いた超高分解能結晶構造解析により直接的な 方法で観測して示しました。

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プレス発表2014年6月12日

強磁場で引き出されたウラン化合物の特異な磁性─世界最高磁場で核磁気共鳴法を応用─

酒井 宏典　他
重元素系固体物理研究Gr.

ウラン化合物(URu₂Si₂)に対して、世界最高磁場を用いて状態を変化させて出現した磁気状態を、核磁気共鳴(NMR)法により調べた結果、特異な構造を決定しました。

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プレス発表2014年5月26日

人類が手にする物質を透視する新しい“眼”～素粒子ミュオンを使った非破壊軽元素分析に成功～

髭本 亘　他
重元素系固体物理研究Gr

J-PARCのミュオン装置群施設MUSE (MUon Science Establishment)の世界最高強度の パルスミュオンビームを用いて、数mm厚の隕石模擬物質から軽元素(C, B, N, O)の破壊元素分析に成功しました。

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プレス発表2014年5月21日

回転運動によって操作された原子核スピンの直接測定に成功

前川 禎通　他

核磁気共鳴法を独自に発展させ、１秒間に万回転する物質中の原子核スピンを分析する手法を開発しました。

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プレス発表2014年4月21日

全反射高速陽電子回折法「TRHEPD法」の高度化により究極の表面構造解析が可能に

河裾 厚男　他
スピン偏極陽電子ビーム研究Gr

KEKの高強度低速陽電子ビームを高輝度化して、TRHEPD（Total Reflection High-Energy Positron Diffraction, 全反射高速陽電子回折）法の高度化を実現しました。

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プレス発表2014年4月18日

DNA損傷が正常な染色体にも影響を与えることを発見－放射線の生体影響の解明に向けて－

漆原 あゆみ任期付研究員　他
先端基礎研究センター　放射場生体分子科学研究グループ
（現　大阪府立大学大学院理学系研究科・客員研究員）

大阪府立大学（理事長・学長 奥野武俊）の児玉靖司教授と共同で、DNAが損傷を受けることで、細胞中の被ばくしていない正常な染色体にも異常が生じることを発見しました。

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受賞2014年4月17日

第20回ゴールド・メダル賞「電子スピン流の基本現象の発見」

齊藤 英治
力学的物質・スピン制御研究グループリーダー

第20回ゴールド・メダル賞　受賞
齊藤グループリーダーらが、第20回ゴールド・メダル賞を受賞しました。

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受賞2014年4月15日

平成26年度 文部科学大臣賞 科学技術賞 受賞
「全反射陽電子解析とそれによる固体表面物性の研究」

河裾 厚男
スピン偏極陽電子ビーム研究グループリーダー

平成26年度 文部科学大臣賞 科学技術賞 受賞
河裾厚男グループリーダーらが、平成26年度の文部科学大臣賞 科学技術賞を受賞しました。

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