ナノの世界の探検隊小さな世界をのぞくと未来が見える!

ナノの世界の探検隊

小さな世界を見るしせつ ― きょ大なけんび鏡

きょ(だい)なけんび(きょう)世界(せかい)地図(ちず)

シンクロトロン(こう)という、非常(ひじょう)(あか)るい(ひかり)使(つか)って、さまざまな「もの」の(かたち)(うご)き、(いろ)などを観察(かんさつ)する研究(けんきゅう)しせつが世界(せかい)(じゅう)にあります。

「世界のシンクロトロン光施設」(PDF) 日本語

そこに、研究者(けんきゅうしゃ)たちが、なぞだらけのものを()って(あつ)まります。シンクロトロン(こう)を「もの」に()てて、なぞを()くためです。

きょ(だい)なけんび(きょう)で、まち、(くに)、そして世界(せかい)(ゆた)かに

日本(にほん)にも8つのしせつがありますが、最後(さいご)(つく)られたのは(やく)20(ねん)(まえ)。その(かん)に、世界(せかい)では次々(つぎつぎ)最新型(さいしんがた)のしせつが(つく)られました。

いま、仙台(せんだい)に、日本(にほん)技術(ぎじゅつ)結集(けっしゅう)して、最新(さいしん)のシンクロトロン(こう)発生(はっせい)させるしせつが建設(けんせつ)されています。使(つか)うことが出来(でき)るようになるのは2023(ねん)

みなさんも、将来(しょうらい)ぜひ、このしせつを使(つか)っていろいろな発見(はっけん)をしたり、(あたら)しいものをつくったりして、わたしたちの()らすまち、(くに)世界(せかい)(ゆた)かにしていきましょう。

星空(ほしぞら)のシンクロトロン(こう)

シンクロトロン(こう)とは(なに)でしょうか。

()(ぞら)見上(みあ)げると、かに星雲(せいうん)があります。

かに星雲(せいうん)のかがやきは、シンクロトロン(こう)であるといわれています。

とても(あか)るく、()()ぐに(すす)(ひかり)です。

地上(ちじょう)でシンクロトロン(こう)をつくる

シンクロトロン(こう)は、人工的(じんこうてき)(つく)()すことができます。

仙台(せんだい)建設(けんせつ)(ちゅう)のしせつは、シンクロトロン(こう)をつくりだして、使(つか)うための、きょ(だい)なけんび(きょう)放射光(ほうしゃこう)しせつ」です。

日本(にほん)には世界(せかい)最大(さいだい)のけんび(きょう)しせつ「SPring-8(スプリング・エイト)」があります。

そのしせつのなかには、1(しゅう)(やく)1500メートルの円形(えんけい)装置(そうち)があります。
いま、仙台(せんだい)建設(けんせつ)(ちゅう)のしせつは、1(しゅう)(やく)350メートルの装置(そうち)()かれます。直径(ちょっけい)は、(やく)100メートルです。

(まる)(かたち)には理由(りゆう)がある

電子(でんし)じゅうと()ばれる装置(そうち)から()()電子(でんし)は、加速(かそく)され、(えん)沿()って、ほぼ(ひかり)(はや)さでぐるぐると(まわ)りながら、シンクロトロン(こう)(はな)ちます。

ほぼ(ひかり)(はや)さで(すす)電子(でんし)()きを磁石(じしゃく)()げる

電子(でんし)(すす)方向(ほうこう)は、磁石(じしゃく)()げることが出来(でき)ます。

ほぼ(ひかり)(はや)さで(すす)電子(でんし)()げられると、電子(でんし)のエネルギーの一部(いちぶ)がはがされて()()ぐで、(あか)るい(ひかり)(はな)たれます。これがシンクロトロン(こう)です。シンクロトロン(こう)(はな)った(ぶん)電子(でんし)のエネルギーを補給(ほきゅう)しながら、電子(でんし)(まわ)(つづ)けます。

たくさんの磁石(じしゃく)がならんでいる

(あたら)しいしせつでは、(した)()のように、あかあお役割(やくわり)のちがう磁石(じしゃく)がひとまとまりになって、16か(しょ)磁石(じしゃく)(ぐん)()かれています。

そのすき()には、ピアノのけんばんのように(なら)んだ磁石(じしゃく)(そう(にゅう)光源(こうげん)()います)を()いて、さらに(あか)るいシンクロトロン(こう)()()すことができます。

こうして、(あたら)しいしせつでは、28か(しょ)同時(どうじ)に、シンクロトロン(こう)使(つか)うことができます。

シンクロトロン(こう)をあてて「もの」を調(しら)べる

()てきたシンクロトロン(こう)(さき)に、調(しら)べたい「もの」を()きます。「もの」にあたった(あと)(ひかり)を、機械(きかい)()()て、機械(きかい)のあたまで計算(けいさん)して、人間(にんげん)()ることのできる画像(がぞう)にします。

人間(にんげん)()では直接(ちょくせつ)()えない「ナノの世界(せかい)」でも、シンクロトロン(こう)と、機械(きかい)(ちから)()りて、()ることができます。

ナノとは

ナノは、1メートルの10の9(じょう)(ばい)(ちい)さいことを(あらわ)す、補助(ほじょ)単位(たんい)です。
(1ナノメートル=0.000000001メートル)

シンクロトロン(こう)をあてて、みたい「もの」をみてみよう!

いろいろな「もの」があるけれど、(なに)()たい?いきもの、たべもの、たてもの、のりもの…みなさんも、シンクロトロン(こう)(なに)()たいか、ぜひ(かんが)えてみてください。こんなものが()えたら、こんなことがわかったら、(わたし)たちの世界(せかい)は、もっとよくなる!そんなアイデアも、(だい)かんげいです。ぜひ、()をえがいてみませんか?

たとえば?(実際(じっさい)研究者(けんきゅうしゃ)(かんが)えていること)

  • つよい磁石(じしゃく)をつくるには?

    (つよ)磁石(じしゃく)(よわ)磁石(じしゃく)のちがいは(なん)だろう?磁石(じしゃく)のN(きょく)とS(きょく)のつくる「もよう」は、磁石(じしゃく)(つよ)さと関係(かんけい)あるだろうか?

  • おいしく、安全(あんぜん)食品(しょくひん)をつくるには?

    あまさや栄養(えいよう)()(もの)のなかで、どこにたまりやすいのだろう?()(もの)をくさらせずに、(とお)くまで(はこ)ぶための工夫(くふう)はなんだろう?

  • からだの「ちりょう」に役立(やくだ)材料(ざいりょう)をつくるには?

    わたしたちの(からだ)一部(いちぶ)がこわれてしまったとき、こわれた部分(ぶぶん)(こう)かんできる、からだになじむ材料(ざいりょう)はつくれる?

  • かみの()(そだ)てるシャンプーは(つく)れる?

    かみの栄養(えいよう)はどこから(はい)って、どこからぬけてしまうのか?「しらが」はどうしてできる?

  • 「び生物(せいぶつ)」から「かん(きょう)」を調(しら)べる?

    (ゆた)かな(つち)安全(あんぜん)(みず)(えら)ぶために、(つち)(みず)生息(せいそく)するび生物(せいぶつ)(からだ)調(しら)べる?

  • 安全(あんぜん)で、よく()(くすり)をつくるには?

    (くすり)()んだあと、(くすり)成分(せいぶん)(からだ)のどこを(とお)り、どこにたまり、どこから()ていくか調(しら)べる?

  • こわれない建物(たてもの)はつくれる?

    こわれにくい建物(たてもの)、こわれやすい建物(たてもの)をつくる素材(そざい)設計(せっけい)する?

  • (みず)科学(かがく)、あわの科学(かがく)

    どこまで(こま)かいあわが(つく)れる?蒸発(じょうはつ)しない「(すい)てき」をつくって、「かんそう」から「はだ」をまもる?消毒(しょうどく)(せん)じょうに使(つか)える(みず)をつくる?

  • (むし)のからだの仕組(しく)みをまねできる?

    みつや()()(むし)のポンプ、(とお)くへ()びはねる(むし)(あし)のバネのしくみを調(しら)べる?

  • (ひと)と「かん(きょう)」にやさしい()(もの)をつくるには?

    (すく)ない燃料(ねんりょう)(とお)くまで(はし)れる(かる)(くるま)長持(ながも)ちするタイヤ、はい()ガスをきれいにするフィルターをつくる?

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