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今夜の番組ﾁｪｯｸ
ミニチュアの宇宙タイム・カプセル
炭素６０原子体 |
| Credit & Copyright: Keith Beardmore (LANL) |
| 写真の説明 |
予想外に科学者は、過去の何億年ものからの小さいタイム・カプセルを見つけました。
発見は、明らかに炭素６０原子体またはバッキー・ボールとして知られている大きく囲まれた分子形成の間に閉じ込められている小さい分子を含みます。
およそ30年前地球に落ちた古代の隕石に、ルアーン・ベッカー（UCSB）と協力者は最近炭素６０原子体を見つけました。
そして、調査で生き残っている隕石の内側の地球外の炭素６０原子体は、内部で空ではありませんでした。中で閉じ込められている小さい分子は、太陽系がその形成の間に似ていた状況を垣間見ることを可能にします。
水素化したシリコン表面より上にある比較的小さい炭素６０原子体（カーボンの60-原子）を示すコンピュータ・シミュレーションがこの画像です。
その他に、それらを見つけることができた一方で、どうして炭素６０原子体ができたのか、どのようにして生き残ったのか、そして、これらの小さいタイム・カプセルの中に見つかるかもしれないその他のことなど、調査を興奮させるような領域に進展しています。 |
今日のテーマは、ダイヤモンドにも関係する炭素についてです。
関連する解説で詳しく触れていますが、どうやらこの炭素６０原子体は、化学者と物理学者の垣根を取り払い合体させる模様です。
あまり詳しく知りたくない方は、関連？３枚目の炭素６０原子体模様の住居をご覧になってください。関連のサーフィンをしていたら出会いました。内部の写真もありました。住み心地は、ダイヤモンドに囲まれたようなものなのでしょうか？
日々の関連の解説素材を求めてさまよって、ページの製作を終えると同時に得た知識も遠ざかり、広く浅く移り気も追いつけないようです。
後日、ページを読み返してさらに知りたいことがあり、サーフィンをするばかりでなく、少しは立ち止まって素材ページを吟味すべきかもと反省をしています。
知識として記憶から引き出せない一因が、キーボードを打つだけで書いて言葉を繰り返さないことにもありそうな気もしています。でも関連を全て書いていたら１週間あっても公開できるかどうかです。知識を取るか公開を取るか、ちょっとしたハムレットの心境です。 t.sasaki |
| Fullerenes as Miniature Cosmic Time Capsules |
| Credit & Copyright: Keith Beardmore (LANL) |
| Explanation |
| Scientists have found, unexpectedly, tiny time capsules from billions of
years in the past. The discovery involves small molecules that can apparently
become trapped during the formation of large enclosed molecules known as
fullerenes, or buckyballs. Luann Becker (UCSB) and collaborators recently
found fullerenes in an ancient meteorite that fell to Earth about 30 years
ago. Extra-terrestrial fullerenes inside the meteorite survived, and upon
inspection, were not empty inside. The small molecules trapped inside are
giving a glimpse of what the Solar System was like during its formation.
Pictured above is a computer simulation showing a relatively small fullerene
(60-atoms of carbon) situated above a hydrogenated silicon surface. How
these fullerenes formed, how they survived, where else they can be found,
and what else might be found inside these tiny time capsules is developing
into an exciting area of research. |
２００３年０１月１９日号
立体画像に最適な宇宙のタイム・カプセル
そもそも炭素６０原子体は、いったい何のことでしょうか？
１９８５年まで元素カーボンは、２つの形状としてダイヤモンドと黒鉛の中に存在すると知られているだけでした。
クロートと同僚がカーボンの完全に新しい形を発見したとき、これは変わりました。そして、それはC60または炭素６０原子体分子として知られました。
C60の最初の発見は、黒鉛のレーザー除去から作り出される煤煙の中にありました。この発見は、後で１９９６年のノーベル化学賞で彼らの受賞につながりました。
それ以来、他の生産方法が、開発されました。また、孤立したC60分子が星と恒星間の媒体で見つかるかもしれないと思われました。
炭素６０原子体分子は、標準のフットボール（サッカー・ボール）のように、五角形と六角形に配列された60の炭素原子から成ります。
多角形ドームの形に類似のために炭素６０原子体が、建築家 R Buckminster・フラーが建物を多角形で設計・構築したので、その名前からBuckminster
Fullerene(Buckminsterフラー形状)として名付けられています。(写真の説明と関連解説では、炭素分子の形状から炭素６０原子体と造語しています。)
C60は、それが最も安定した最も卓越したものとして可能性があるけれども、唯一のボールのようなカーボン分子でないということがすぐに発見されました。
ラグビー・ボールのように作られたC70分子は、もう一つの可能性です。
炭素６０原子体の領域の重要な研究に取り掛かるためには、大きくて十分な量に合成する必要がありましたが、１９９０年代の初期までありませんでした。
それ以来、多角形状で重なる塩類として、重合した状態での異なる溶解の範囲で、不活性ガスの基質として炭素６０原子体がガスと固体の状態で調合されました。
アルカリ金属でさし込まれる若干の固形物は、超伝導体になります。
これは、転移温度Tcの下の温度で、気流が抵抗なしで流れることができることを意味します。
多角形状で重なる超伝導体でのTcが、多くともマイナス２４３度C(３０Ｋ)であり、潜在的に応用が可能性であることは、Tcが十分に高い超伝導体として２番目に知られているクラスだけです。
絶縁体が、すなわち現在の流れに非常に抵抗して、おそらくそれにさし込まれた若干の固形物があるという事実に科学者は驚いています。
サンプルが小さくて、非常に汚染される傾向があったので、C60の初期の実験の結果の多くは信頼できませんでした。しかし、ここ数年で非常に大きい数の信頼できる実験の成績があり、C60の実験結果を利用できるようになりました。
活動の高い水準にもかかわらずこれらの結果の多くは、解明されてないか議論の対象となっています。
データの分析は、決して簡単ではありません。１つの主な困難は、学科の学際的な性質によります。
大多数の実験的な調査は化学者によって行われます。しかし、実験的な観察を引き起こすプロセスは、物理学によって動かされています。
心ある科学者たちは、現在、化学者と物理学者の専門知識を結合することによってこれらの難局を解消しようとしています。
微小工学で非常に小さい電子手段としてのカーボンのナノチューブ（炭素原子だけの六角形のリングであるC60の場合のように六角形と五角形の形状の微小チューブ状のもの）を結合することによる潜在的な応用は、現在多くの活動の対象になっています。
Credit : www.insite.com
Credit : www.insite.com
この画像は、有名な火星の隕石です。古代の火星の多数の生物の化石があると解釈されている極微の構造になっています。
ところで、どのようにしたら地球上で火星からの隕石を見つけられるでしょうか？
典型的に毎日、大きいいくつかの岩が宇宙から地球に降りかかっています。そして、ほとんどが海に潜ってしまいます。それらが大気圏で燃え尽きないならば、隕石と呼ばれて地球表面に届きます。
隕石の落下による危険は、珍しいことになります。仮に私たちが、家屋に隕石の被害として遭遇するならば、１億年ごとに家屋の修理を必要とします。
陸地に降りかかる大部分の隕石は、全てと言ってよいほど場所を突き止められないか、確認されることがありません。他と類似しているように見えることは、訓練されていない目を揺れ動かします。
しかし、南極大陸の中の特定の場所では、まるでそれらがちょうど昨日にでも降ったように、隕石が白い凍った氷層と雪で目立っています。さほど訓練していない目でも見つけることが可能です。極寒に耐えうる体と見つける根気と隕石との相性が合うならばです。
この画像の隕石が、南極大陸で見つかったとき、その灰色の色のために普通でないと思われました。今までのところ、類似した構成の鉱物の１２個の火星の隕石と思われるものが見つかりました。
バイキング宇宙船の測定から、これらのうちの１つは、火星の大気圏でアイソトープ構成が同一のガスのちょっとしたポケットを含んでいました。この岩の出生が、火星で起こったことを示唆していました。
これらの火星の隕石は、概して１３億年以下です。しかし、潜在的に微小の化石を含んでいるものは、およそ４５億年と計測されています。
Credit: JSC, NASA
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画像１枚で長文の解説にお付き合い下さった疲れをカナダのケベック州オースティンにあるドーム・ハウスの画像で癒してください。
このドーム・ハウスには、６５ほどの三角形があるそうです。直径が３３フィートで、１２フィートの壁で、縦・横・奥行きが１０フィートあるそうです。
住み心地についての感想はありませんでした。
ちなみに撮影年月日は、２００２年７月１０日水曜日とのことでした。
Credit : Frank Vitulano
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雑記帳
2003年01月01日からの宇宙画像
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このサイトの翻訳文は、原文を正確に訳したものではありません。
ページ作者の解釈による意訳ですから正確を期す方は、原文を参照して下さい。 t.sasaki |
３Ｄ立体画像の付録です。交差法で立体的に見るには、左右の画像の中間(画像下の真ん中の黒点の上)に両目の焦点を合わせます。いわゆる、寄り目にします。平行法で立体的に見るには、左右のそれぞれの画像の下にある黒点の上の真ん中あたりに視線を持っていきます。このときには、両方の画像が、ぼんやりと見えるように画面をつき抜いてその先に焦点を当てるつもりで見ます。
ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。２００２年４月３０日ページに立体視の方法について掲載しています。
