地球の中心にある核は、主に鉄でできていますが、その密度は純粋な鉄よりも低いことが知られています。これは、核の中に鉄より軽い元素が混ざっているためであり、その候補のひとつとして「水素」が考えられています。これは、水素は宇宙に豊富に存在し、高圧下では鉄と結びつきやすい性質を持つためです。地球の核にどれだけ水素が含まれているかを知ることは、地球の成り立ちを理解するうえで非常に重要です。　有馬寛 複合原子力科学研究所准教授、高橋直生 東北大学大学院生、坂巻竜也 同助教らの研究グループは、大強度陽子加速器施設J-PARC物質・生命科学実験施設（MLF）の超高圧中性子回折装置「PLANET」を用い...

B. Theodore Zhang 基礎物理学研究所特任助教（現：中国科学院准教授）、村瀬孔大 同特任教授（兼：米国ペンシルベニア州立大学（Pennsylvania State University）教授）らの国際研究グループは、観測史上最高級のエネルギーをもつ宇宙線の一部が、鉄より重い「極重」原子核である可能性を理論的に調べました。超高エネルギー宇宙線、特に「アマテラス粒子」のような100エクサ電子ボルトを超える宇宙線事象の起源は長年の謎であり、どのような天体で加速されているのかは分かっていません。本研究では、極重宇宙線原子核が宇宙空間を伝わる際のエネルギー損失過程を詳しく計算し、最高エネル...

銭廣十三 理学研究科准教授、辻崚太郎 同大学院生（研究当時）、上坂友洋 理化学研究所部長、久保田悠樹 同研究員、田中純貴 大阪大学助教、緒方一介 九州大学教授らの国際共同研究グループは、炭素12および酸素16という原子核の中に、陽子1個と中性子1個のペアが固まりになった重陽子クラスターが、従来考えられていた以上に高い確率で存在することを発見しました。　原子核の内部では陽子と中性子がバラバラで一様に配置された液滴のような構造と考えられてきましたが、その一方、小さな固まり（クラスター）が存在する可能性（非一様性の発現）が示唆されていました。そこで、陽子を衝突させ核内部から「だるま落とし」の...

現代物理学には、宇宙の全エネルギーの約95%を占めるダークマター・ダークエネルギーの正体が分からないなど、大きな謎が残されています。この謎を解くために、既存の物理学（標準模型）を超える新物理の探索が世界中で進められています。　石山泰樹 理学研究科博士課程学生、小野滉貴 同准教授、高橋義朗 同教授らの研究グループは、中性イッテルビウム原子の内殻電子が励起される遷移に注目しました。この遷移は、超軽量ダークマターや局所ローレンツ不変性の破れなどの新物理現象に高い感度を持つことが理論的に予想されています。研究グループは、イッテルビウム原子を光格子と呼ばれる光のかごで捕捉し、高度に安定化されたレ...

南部雄亮 複合原子力科学研究所特定教授、梅本好日古 東北大学博士研究員（現：米国オークリッジ国立研究所（Oak Ridge National Laboratory）博士研究員）、大石一城 総合科学研究機構（CROSS）次長、河村幸彦 同技師、五十嵐大輔 東京理科大学プロジェクト研究員、中本康介 同助教、駒場慎一 同教授、多々良涼一 横浜国立大学准教授、LIN Che-an 東京科学大学研究員、館山佳尚 同教授、廣井孝介 日本原子力研究開発機構研究副主幹、高田慎一 同研究副主幹の研究グループは、中性子を用いて、次世代の蓄電デバイスとして期待されるナトリウムイオン電池の負極材料「ハードカーボン」に...

鈴木実 複合原子力科学研究所教授は、中村浩之 東京科学大学教授、三浦一輝 同助教らの研究グループと共同で、既存薬剤を用いたホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：BNCT）が効きにくい腫瘍にも高い治療効果を示す、新規ホウ素薬剤「GluBs」の開発に成功しました。　BNCTは、がん細胞に取り込まれたホウ素と中性子との核反応を利用して、がん細胞のみを選択的に殺傷する治療法であり、近年、手術や通常の放射線治療が難しい難治性がんや再発がんに対する新たな治療法として注目されています。しかし、現在薬事承認されている唯一のBNCT用ホウ素薬剤であるL-BPA...

土方佑斗 理学研究科博士課程学生（研究当時）、銭廣十三 同准教授、上坂友洋 理化学研究所部長、松田洋平 大阪大学教授、大田晋輔 同教授、宮城宇志 筑波大学助教、横山輪 東京大学助教らの国際共同研究グループは、二重閉殻構造を持つ不安定原子核（不安定核）である質量数132のスズ（以下「132Sn」）の物質半径を初めて測定し、その値が第一原理計算による予言値より小さいことを明らかにしました。本研究成果は原子核分野にとどまらず中性子星の構造研究など宇宙分野にも大きな貢献をもたらすことが期待されます。　原子核の大きさ（半径）は、その性質を表す最も基本的な量の一つです。安定な...

天滿敬 複合原子力科学研究所教授（兼：大阪医科薬科大学教授）、近藤直哉 関西医科大学講師、鈴木健介 ステラファーマ株式会社研究員らの研究グループは、がん細胞に高発現するアミノ酸輸送体LAT1を標的とした新しいPET用診断薬5-[18F]F-αMe-3BPAを開発し、その有効性を動物モデルで実証しました。この化合物は、同グループが以前に開発し、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）のための治療薬候補として期待される5F-αMe-3[10B]BPAと分子構造が完全に一致しており、診断と治療を一体化したセラノスティックペアとして機能します。5-[18...

南部雄亮 複合原子力科学研究所特定教授らの国際共同研究グループは、非希土類材料として室温で最大級の磁歪（形が変わる磁石の性質）を示す酸化物 CoFe2O4（コバルトフェライト）の内部で何が起きているのか、その根本的な仕組みを中性子散乱と理論解析により解明しました。　CoFe2O4は逆スピネル構造をもち、異なる位置にある鉄イオンとコバルトイオンがつくる「分子場」の大きさの差が非常に大きいことが特徴です。本研究では、この分子場の不均衡がマグノン（スピン波）のエネルギーを約60 meVも分裂させる「バン...

榎戸輝揚 理学研究科准教授、武田朋志 広島大学日本学術振興会特別研究員（兼：理化学研究所客員研究員）、高橋弘充  同准教授、玉川徹 理化学研究所主任研究員、土肥明 同基礎科学特別研究員、岩切渉 千葉大学助教らの国際共同研究グループは、理化学研究所が主導するキューブサットX線衛星「NinjaSat（ニンジャサット）」を用いて、X線バーストを決まった時間間隔で起こすX線連星系（クロックバースター）を観測し、この天体の観測史上最も短い1.6時間のバースト繰り返し時間(再帰時間)を発見しました。　今回観測したGS 1826-238はこれまでに7天体しか見つかっていないクロックバース...

南部雄亮 複合原子力科学研究所特定教授は、本橋輝樹 神奈川大学教授らの研究グループ、杉本邦久 近畿大学教授、Zi Lang Goo 同研究員（研究当時）、林克郎 九州大学教授、稲田幹 同准教授、木本浩司 物質・材料研究機構センター長、Maxim Avdeev オーストラリア原子力科学技術機構（Australian Nuclear Science and Technology Organisation：ANSTO）博士との共同研究により、卓越した熱安定性を有するストロンチウム・ガリウム酸水酸化物を発見しました。本化合物は、独自開発した「気相水酸化物化反応」を用いて合成され、電子顕微鏡、X線回折、...

鈴木実 複合原子力科学研究所教授は、ポリビニルアルコール（PVA）製剤の実用化を目指し、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）に使用されるホウ素薬剤や類似化合物に、液体のりに使われるPVAを加えると、腫瘍集積性・滞留性、抗腫瘍効果が劇的に向上することを発見してきた小成田翔 東京大学特別研究学生、野本貴大 同准教授ら、およびステラファーマ株式会社（BNCT用医薬品を製造販売する企業）らと共同で改良を重ねてきた結果、悪性胸膜中皮腫を模倣したマウスの胸部悪性腫瘍を、副作用を抑えながら治療し、生存率を大幅に向上することに成功しました。近年普及しつつある加速器型中性子線源と組み合わせることで、悪性胸膜中皮腫を...

榎戸輝揚 理学研究科准教授、青山有未来 理化学研究所理研スチューデント・リサーチャーM（兼：東京理科大学修士課程学生）、玉川徹 同主任研究員（兼：同室長）、三原建弘 同専任研究員、土肥明 同基礎科学特別研究員、髙橋拓也 同研修生（兼：東京理科大学修士課程学生）、岩切渉 千葉大学助教、武田朋志 広島大学日本学術振興会特別研究員（兼：理化学研究所客員研究員）らの国際共同研究グループは、理化学研究所のキューブサット（CubeSat）X線衛星NinjaSat（ニンジャサット）と全天Ｘ線監視装置MAXI（マキシ）を用いて、新天体MAXI J1752-457（以下「MAXI J1752」）からのX線増光を...

榎戸輝揚 理学研究科准教授、玉川徹 理化学研究所主任研究員（兼：同室長）、土肥明 同基礎科学特別研究員、武田朋志 東京理科大学博士課程学生（現：広島大学日本学術振興会特別研究員）、岩切渉 千葉大学助教、高橋弘充 広島大学准教授らの国際共同研究グループは、キューブサット（CubeSat）X線衛星NinjaSat（ニンジャサット）を用いて、決まった時間間隔で規則正しく爆発を起こす奇妙な中性子星（クロックバースター）を観測し、その特徴を明らかにしました。　本研究成果は、理化学研究所と民間宇宙企業が製作した世界初の超小型汎用X線衛星NinjaSatを用い、X線天体の指向観測による科学成果を実...

ガラス基礎科学講座 増野 敦信 特定教授のグループは、原子が無秩序に結びついた構造を持つガラスが、X線や中性子線を用いると、わずかな周期構造が観測される、隠れた周期性（見えない秩序）が、ガラスの物性に影響を及ぼすテラヘルツ帯の揺らぎ（振動特性）を決定する重要な要因であることを明らかにしました。本研究では、代表的なガラスであるシリカガラス（二酸化ケイ素、SiO₂）とグリセロール（Glycerol、C₃H₈O₃）について、BPを定量的に解析しました。その結果、両ガラスに共通して、BPの発生には、「弾性不均一性の空間相関長」と「弾性率の変動の大きさ」という2つの因子が重要であることが分かり...

高宮幸一 複合原子力科学研究所教授、越川七星 早稲田大学博士後期課程学生、片岡淳 同教授、豊嶋厚史 大阪大学教授、角永悠一郎 同特任助教、加藤弘樹 同特任教授らの研究チームは、薬剤キャリアである金ナノ粒子を直接可視化する「放射化イメージング」を提案し、実際に金ナノ粒子をマウスに投与して体内分布を可視化しました。　また、腫瘍をピンポイントで攻撃するアルファ線治療薬アスタチンAt-211を、放射化金ナノ粒子に標識することにも成功しました。これにより、これまで困難であったAt-211の長期的な動態追跡を実現しました。今後は様々な治療薬で、動態可視化への応用が期待されます。　本研究...