超高速度衝突の爆心地: 極限環境経験物質の無飛散回収

超高速碰撞归零地：极端环境材料的非散射回收

基本信息

批准号：
21K18660
负责人：
黒澤耕介
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Chiba Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は理想化された連続媒体と天然の岩石物質の差異が高速度天体衝突時の衝撃波伝播過程に与える影響を定量化するべく研究を実施している. 天然岩石は粒子群で構成され, 内部に粒界と空隙を含む点が理想均質連続媒体とは異なる. そのような検討のさなか, 粉体を用いて最適な条件で衝突実験を行うと衝突直下点の物質がおわんのような形状で残され回収できることが明らかとなってきた. 2022年度は宇宙科学研究所超高速衝突実験施設に設置された縦型二段式水素ガス銃を用い, 長石砂, 大理石砂を用いた高速度衝突実験を実施した(黒澤, 佐藤, 新原, 富岡). 2022年度の実験で, 長石は衝突点近傍の試料が「おわん形状組織」として「凍結」されることがわかっていた. 新たに導入した大理石砂は方解石の粒子から構成されている. 方解石は代表的な水質変成によって生じる鉱物であり, 炭素質隕石やリュウグウの試料にも含まれていることがわかっていることから新たに試料に用いることとした. 綺麗な結晶状態を持つ試料を安価に入手可能なため, 衝突前後の変化を読み取り易いことも利点である. これらの砂に消磁した磁鉄鉱粉末を混ぜこみ, 人工磁場中で実験を実施した. 回収した試料の一部は薄片に加工し, 偏光顕微鏡で観察し, 残りは樹脂で固化させた上で短冊形状に加工し, 東京大学の超電導磁力計で分析した. その結果, (1)長石砂と同様に大理石砂でもおわん形状組織を回収可能であること, (2)回収した試料は衝突点からの距離に応じて, 損傷を受けていること, (3)混入した磁鉄鉱粉末が衝突点からの距離に応じた熱残留磁化を獲得していること, が明らかになった. (2)と(3)は, 回収試料から粒界, 空隙を含む砂試料中を伝播する衝撃波の素性, すなわち衝撃波面前後の運動量, エネルギーの分配過程を復元可能であることを示唆する.

我们正在进行研究，以量化理想化的连续培养基与天然岩石材料之间对高速天文碰撞期间冲击波传播过程的差异的影响。天然岩石由颗粒簇组成，其中包含晶界和内部空隙的点不同于理想的均匀连续培养基。在此类研究中，已经表明，当使用粉末在最佳条件下进行碰撞实验时，碰撞下方的材料可以保存在类似于椭圆形的形状中。在2022年，我们使用垂直的两阶段氢气枪使用Feldspar砂和大理石砂进行了高速碰撞实验，该垂直的两阶段氢气枪安装在太空科学超高速度碰撞实验设施（Kurosawa，Sato，Niihara，Niihara，Tomioka）。在2022年的实验中，发现Feldspar碰撞点附近的样品被“冷冻”为“ ABO形结构”。新引入的大理石砂由方解石颗粒组成。众所周知，方解石是由水质改变产生的典型矿物质，也包括在碳陨石和龙古的样品中，因此决定在新样品中使用。具有美丽结晶状态的样品可以便宜地购买，从而轻松阅读碰撞前后的更改。将这些沙子与脱氧磁铁矿粉末混合，并在人工磁场中进行实验。将一些收集的样品处理成薄片，使用偏振显微镜观察，然后用树脂固化，然后将其加工成条，并在东京大学使用超导磁力计进行分析。结果，（1）可以用大理石砂来回收平板的结构，就像长石砂一样，（2）根据距离碰撞点的距离，回收的样品受损，（3）已发现混合磁铁矿粉已根据距离碰撞点获得的热残留磁化。（2）和（3）表明，可以恢复冲击波前后的动量和能量分布过程，即通过晶粒边界和空隙传播冲击波的特征。