大型放射光施設 SPring-8

　放射光X 線や中性子線などの量子ビーム^（注１）と強い磁場の組み合わせは、新しい材料・物質研究の強力な道具として注目されており、そのための計測技術の開発には世界的な規模で競争が行われています。
　岡山大学などの共同研究グループは、SPring-8 の原子力機構 量子構造物性ビームラインBL22XU において平成17年12月、放射光X 線実験における世界最高磁場記録を樹立しました。この成果は、磁場発生用マグネットの小型化技術の追求により達成されました。従来、強い磁場の発生には大型装置が必要とされてきましたが、今回使用したマグネットは、体積および消費エネルギーが従来型の大型マグネットの約100 分の1 の親指サイズの超小型マグネットであり、しかも大型マグネットと同等の50 テスラ級の超強磁場が発生できる画期的なものです（図１）。これを用いることで、量子ビーム実験において従来の世界最高であった超電導磁石による世界最高値を3 倍も上回る51テスラ^（注２）という強い磁場中での放射光X 線実験に初めて成功しました（図２）。
　今回の実験では、希土類元素を含む磁性体の価数揺動^（注３）と呼ばれる現象をX 線を用いて直接観測し、磁場中での電子状態を初めて明らかにしました。この技術は、21世紀の新機能デバイスとして注目されているスピントロニクス材料^（注４）の評価や原理の理解にも大きく貢献すると期待されます。
　本研究は、岡山大学、日本原子力研究開発機構、東北大学の共同研究であり、科学研究費補助金・特定領域研究「100 テスラ領域の強磁場スピン科学」の一貫として行われました。本研究成果の一部は、学術誌Journal of the Physical Society of Japan 75 (2006) の2 月号に掲載され、2006 年3 月に愛媛県松山市で開催される日本物理学会で発表予定です。

（論文）
"High Field X-ray Diffraction Study on a Magnetic-Field-Induced Valence Transition in YbInCu₄"
Y. H. Matsuda, T. Inami, K. Ohwada, Y. Murata, H. Nojiri, Y. Murakami, H. Ohta, W. Zhang and K. Yoshimura
Journal of the Physical Society of Japan, Vol. 75 No. 2, February, 2006, 024710
Published February 10, 2006