本拠点では革新的実験技術の開発と、地球深部物質学の最先端を切り開く研究プロジェクトを遂行するとともに、GRCの超高圧技術と設備を利用した学際的研究プロジェクトも行います。超高圧実験と第一原理計算による、地球の中心核に至る条件下での相転移と物性の解明、弾性波速度測定と大規模対流数値計算に基づくマントル全域の化学組成・構造・ダイナミクス、中性子実験による地球深部における水および水素化合物の構造変化といった地球深部物質学の重要なテーマに関する研究に加え、超高圧下での新物質の探査においても先進的な学際研究も行います。
先端研究
「中心核物質」「下部マントル」「地球深部水」を主要なキーワードとし、また学際的研究も含めた10件程度の重点プロジェクトを、拠点メンバーおよび一部の若手研究者を中心に実施します。具体的テーマとして例えば、内核条件下でのFeの結晶構造と弾性、核-マントル境界領域の構造とダイナミクス、鉱物中のFeスピン状態変化の物性や元素分配への影響、下部マントル物質の弾性波速度と化学組成、絶対圧力スケールの確立、高温高圧下での水の相転移、含水マグマの構造と物性、ヒメダイヤの大型化と良質化、ダイヤモンド関連新規超硬物質の合成などを想定しています。
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革新技術開発
ヒメダイヤの特徴を利用したより高い圧力発生技術の開発、中性子実験用新型高圧装置の開発、最先端の弾性波速度測定の更なる発展を重点的な技術開発研究課題の1つとしています。ヒメダイヤの応用により、従来の超高圧装置の圧力限界を打破する、全地球内部条件の実験室内での実現を目指します。また超音波と放射光実験による、下部マントル領域での弾性波速度精密測定技術の開発を行います。さらに自ら合成した大型ヒメダイヤを用い、従来の中性子高圧実験の限界 (約25GPa) をはるかに超える50-100GPa領域の発生と、その条件下で中性子回折・イメージング実験を可能にする新しい中性子実験用高圧装置を開発します。加えて、世界最大マルチアンビルによる新物質の合成や、最先端の第一原理・マントルダイナミクス数値計算を可能にする技術の開発も進めます。
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