Exploration of the Origin of Life in the Universe and New Developments in Fusion Science Using Synchrotron Radiation Sources and Magnetic Confinement Devices

同步辐射源和磁约束装置探索宇宙生命起源及聚变科学新进展

• 批准号: 22K18272
• 负责人: 小林 政弘
• 金额: $ 16.39万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18272/
• 关键词: 宇宙生命起源; 対称性の破れ; キラリティ; 核融合プラズマ; 星間プラズマ

星間プラズマ、および原型炉のダイバータ領域を模擬した光電離プラズマを生成するための実験準備を進めた。分子科学研究所の極端紫外光研究施設UVSORのビームラインBL7Bにおいて、初期的な実験を開始した。BL7Bから40～400nmにおける連続光を0次光として取り出し、これを下流に設置した真空チャンバー内のガスセルに入射した。ガスセルにはArまたは水素ガスを導入した。ガスセルには、可視域および赤外域用の分光計測システム、およびプラズマ密度測定用の電極と電源を設置した。2023年3月にUVSORでの実験を実施し、上流のビームラインの真空度を維持した状態でガスセル内の圧力を１Pa程度の圧力まで上昇できることを確認した。また、ガスセル内の圧力上昇と入射光の強度の観点から、光入射用の穴径の最適値を得ることができた。一方、光電離プラズマの生成の確認には至らなかったため、ガスセル形状と計測系の改善についての設計を進めた。星間空間における有機分子のホモキラリティ創生シナリオを検証する目的で、UVSOR BL1Uビームラインにおいて実験を開始した。ガラス基板に蒸着したアミノ酸試料薄膜に、BL1Uから取り出した紫外円偏光（波長のピークは121nm）を照射する実験を行った。121nmは宇宙に遍く存在すると予想されるライマンαを模擬している。広島大学放射光科学研究センターHiSORのBL12ビームラインにおいて、円偏光照射後のアミノ酸の円偏光二色性スペクトルを計測したところ、右・左円偏光照射によって明らかな光学活性がアミノ酸内に誘起されることが確認された。以上の成果は、星間プラズマと核融合プラズマにおける光電離プラズマの実験的研究、およびホモキラリティの地球外説の検証を進めるために、重要な結果である。

准备实验以生成星际等离子体和光电离等离子体，以模拟原型反应器的分流区域。最初的实验始于分子科学研究所UVSOR的Beamine BL7B。从BL7B中提取40-400 nm处的连续光作为零级光，这是在安装在下游的真空室中的气电池上。将AR或氢气引入气电池中。气体电池配备了可见和红外区域的光谱测量系统，以及等离子体密度测量的电极和功率来源。 2023年3月，用UVSOR进行了实验，并确认燃气电池内部的压力可以增加到约1 pa，同时保持上游束线的真空水平。此外，从气电池中压力增加和入射光强度的观点，可以获得光入射光的最佳值。另一方面，由于未确认光电离等离子体的产生，我们进行了设计以改善燃气电池形状和测量系统的设计。我们开始在UVSOR BL1U光束线上进行实验，目的是验证星际空间中有机分子的同质性产生场景。进行了一个实验，其中将氨基酸样品薄膜蒸发在用BL1U提取的紫外线圆极光（波长为121 nm）的玻璃基板上。 121nm模拟Lymanα，预计将在整个宇宙中存在。当在广岛大学同步科学研究中心的BL12梁线上测量圆极化辐射后氨基酸的圆形二色性光谱时，已经证实，右极和圆形极化辐射在氨基酸内清楚地诱导了氨基酸内的光活性。上述结果是对星际和融合等离子体中光电离等离子体的进一步研究的重要结果，并进一步测试了同Riletality的外星人。

项目成果

Optical Activity Measurement of Amino-acid Films Irradiated with Circularly Polarized Lyman-α Light

圆偏振莱曼-α 光照射下氨基酸膜的光学活性测量

• 发表时间: 2023
• 作者: Jun-ichi Takahashi;Masahiro Kobayashi;Gen Fujimori;Kensei Kobayashi;Hiroshi Ota;Koichi Matsuo;Masahiro Katoh;Yoko Kebukawa;Shinji Yoshimura;Hiroaki Nakamura
• 通讯作者: Hiroaki Nakamura

円偏光ライマンα照射による有機分子のキラリティの発現

圆偏振莱曼 α 辐射表达有机分子的手性

• 发表时间: 2023
• 作者: 小林政弘;高橋淳一;藤森玄;小林憲正;太田絋志;松尾光一;加藤政博;平義隆;癸生川陽子;中村浩章
• 通讯作者: 中村浩章

円偏光ライマンα照射に誘起された有機分子の光学活性発現

圆偏振莱曼α辐射诱导有机分子的光学活性表达

• 发表时间: 2023
• 作者: 高橋淳一;小林政弘;藤森玄;小林憲正;太田絋志;松尾光一;加藤政博;癸生川陽子;中村浩章
• 通讯作者: 中村浩章