低温科学研究所の宇宙物質科学分野および宇宙雪氷学分野のスタッフが協力し研究を進めています.異なる出身分野(物理,地球科学,化学)のスタッフが分野にとらわれないユニークな研究を共同で行っています.研究成果はさまざまな国際会議,学会で発表され,高い評価を得ています(主要な国内学会:「日本物理学会」「地球惑星科学連合」「原子衝突学会」「日本惑星科学会」「日本天文学会」「化学反応討論会」など).
国内外の研究機関との共同研究を積極的に進めています.毎年,共同研究先の学生,研究員,教員がのべ数週間~数ヶ月程度滞在しています.
京都大学,理化学研究所,京都産業大学,Catania University (Italy), NASA Ames (USA), Seoul University (Korea)
宇宙空間や地球・惑星大気で生じる原子・分子~ナノスケールのミクロな物理・化学現象素過程を様々な実験手法で研究しています.現在は,宇宙空間の低温領域や地球高層大気に存在するH2O固体(氷)微粒子に着目し,そこで起こりうる物理・化学プロセスを中心に調べています.
氷微粒子は地球のみならず広く宇宙に遍在しており,その表面では地球惑星科学的に重要な様々な化学・物理プロセスが生じています.なかでも,星・惑星誕生以前の極低温領域(分子雲:T~10K)に存在するアモルファス氷微粒子(氷星間塵)表面では,極低温特有の原子トンネル反応が宇宙の始原分子:H2, H2O, CO2, や有機分子の生成・進化・同位体分別に極めて重要な役割を果たしていると考えられています.また,原子トンネル反応などの,光やイオンが介在しない(非energetic)極低温氷表面反応は化学・物理の分野でもほとんど研究例がなく,広い分野に跨るフロンティアな課題といえます.本研究グループでは原子トンネル反応を中心とした氷表面反応を,原子分子・表面科学的な実験手法を用いて包括的に調べると同時に,その地球惑星科学,天文学的な寄与を明らかにすることを目指しています.最近得られた代表的な成果および今後のテーマを以下に示します.
以下に当グループが所有する実験装置について簡単に説明します.