3. 量 子 で 拓 く 新 技 術
放射光でみる原子一層の磁気構造「QST未来戦略2016」は、量子ビームの「創る」「観る」「治す」機能込めることにより1000兆Wの超高強度を実現できます。実験条件を総合的に活用して、材料・物質科学、生命科学、医学等の幅広い分の最適化により、高強度レーザー光による世界最高値の雷雲の10野における革新的成果の創出・普及を推進するという方針を示し億倍となる強烈な電場の発生や、45価の銀イオン生成、そして、こ放射光を利用した精密計測技術として新たに開発したのが、従物の生理や栄養獲得の仕組みを理解することにつながり、その知ています。この方針に沿い多種多様な量子ビームを活用することれまでで最大となる光速の20％までの加速を実証しました。量子来のメスバウアー分光では困難だった、材料の表面付近の磁性を見を基として実学的には農作物の生産性や品質の向上につながりで、豊かで安全な未来社会の創造を推進しています。代表的な成果

メスの実現に向けて、このような技術を積み重ねていきます。

一原子層単位という、まさに原子のレベルの精度で調べることがます。しかし、植物が生育する上で重要な役割を果たす根という組掛けることで、根の周辺の生育環境を最適化し、養分の獲得・吸収をしやすくしようとします。その様子を知ることは、学術的には植として、高強度レーザーの開発やその周辺技術の産業応用、放射性また、レーザー打音検査技術は、国土交通省がインフラの定期点できる、放射光メスバウアー効果を利用した計測技術です。この計

織の活動の様子を、これまで目で見ることができませんでした。そ同位元素（RI）を利用した革新的な計測技術の開発などで世界を先検の支援技術をまとめた「点検支援技術性能カタログ」に非破壊検測技術を活用した超高真空放射光メスバウアー装置で、磁石の代こで、土や植物の中にあっても、その存在を検知できるRIを使った導する成果を創出してきました。

査技術（トンネル）として掲載されたもので、レーザーをトンネル表とも言える鉄について、これまで謎だった表面付近の磁性を詳さまざまな化合物を植物に取り込ませてその動きを調べるRIイ

壁に照射したときに生じる振動を、別のレーザーにより計測する、しく調べた結果、表面から奥に向かって一原子層ごとに磁力が増メージング技術を発展させて、根が周りの土に放出した分泌物を均一性の高い我が国独自の技術です。民間企業による実際の道路減している複雑な現象を世界で初めて計測することに成功し、こ観察する「根圏イメージング」という手法を開発しました。これにトンネルの定期点検業務で、国内で初めて診断支援に活用されまの現象が約40年前に理論的に提案されていた「磁気フリーデル振より、地中の根が土と微生物に分泌物を介して働き掛けている様した。産業界への技術移転により、社会実装を進めています。

動」
であることを突き止めました。

子を世界で初めて撮影しました。図をご覧になると分かるように科学の最前線を拓く高強度レーザーとその産業応用世界最高性能の高強度レーザーを開発し、それを用いることで初めて可能となる超高強度場科学の研究に取り組んでいます。超高強度場科学とは、高強度レーザーでしかつくり出すことのでき覆工目地へのレーザー照射状況ない超高強度場における相対論的現象の解明や、極短パルスの（遠隔・非接触計測技術）

レーザーを使った超高速現象の観察、物質の制御などの極限状態レーザー打音検査装置における最先端科学です。この極限の科学から生まれた高強度レーザー技術を医療や産業に役立てます。その具体例が、量子メス

土の中のミラクルワールド「根圏」を観る
生体内でのものの動きから生命現象の理解を試みるため、放射性同位元素（RI）を用いたRIイメージング技術の研究開発を進めてルーピンとダイズでは光合成生産物の根への運ばれ方、根周辺への分泌物の違いから適応する土壌環境の違いが説明できます。この革新的な観察手法で、根圏を形成する根、土、微生物の栄養分を巡る相互作用と植物の生存戦略を明らかにし食料問題の解決に貢献していきます。

います。たとえば、植物は地中で土や微生物に対して能動的に働きの主要技術であるレーザー駆動イオン加速技術やレーザー打音によるコンクリート検査技術です。
レーザー駆動イオン加速技術は、関西光科学研究所の超高強度レーザー装置、J-KARENの世界最高品質の集光性能を生かして開発を進めています。J-KARENは、30J（ジュール）のレーザーエネル
ギーを30f（フェムト）秒（1f秒は1秒の1000兆分の1）の時間に閉じ

覆工目地
コンクリートの壁面をレーザーで叩き、その振動をレーザーで検出すること

根圏イメージング画像で検査を行います。道路トンネルで行うためにトラックの荷台に積載しても安定に動作するレーザーシステムを開発しました。

［ ルーピン ］［ 光合成産物が根に運ばれる様子 ］［ 分泌物 ］

30030

［ ダイズ ］

シグナル強度

シグナル強度
020分

40分

80分

0

［ 光合成産物が根に運ばれる様子 ］［ 分泌物 ］

300

5
シグナル強度

シグナル強度
083-88分

20分

40分

65分

068-73分

根圏イメージング技術により画像化したルーピン（上）とダイズ（下）の光合成生産物の根への運ばれ方と根周辺の分泌物の様子
レーザー発振している高強度レーザーJ-KAREN。
発生する光自体は赤外光ですが、励起するための緑色の光が漏れ出て全体が緑色に光っています。

26

QST 5th Anniversary27

3. 量 子 で 拓 く 新 技 術放射光でみる原子一層の磁気構造「QST未来戦略2016」は、量子ビームの「創る」「観る」「治す」機能込めることにより1000兆Wの超高強度を実現できます。実験条件を総合的に活用して、材料・物質科学、生命科学、医学等の幅広い分の最適化により、高強度レーザー光による世界最高値の雷雲の10野における革新的成果の創出・普及を推進するという方針を示し億倍となる強烈な電場の発生や、45価の銀イオン生成、そして、こ放射光を利用した精密計測技術として新たに開発したのが、従物の生理や栄養獲得の仕組みを理解することにつながり、その知ています。この方針に沿い多種多様な量子ビームを活用することれまでで最大となる光速の20％までの加速を実証しました。量子

来のメスバウアー分光では困難だった、材料の表面付近の磁性を見を基として実学的には農作物の生産性や品質の向上につながりで、豊かで安全な未来社会の創造を推進しています。代表的な成果

メスの実現に向けて、このような技術を積み重ねていきます。

一原子層単位という、まさに原子のレベルの精度で調べることがます。しかし、植物が生育する上で重要な役割を果たす根という組掛けることで、根の周辺の生育環境を最適化し、養分の獲得・吸収をしやすくしようとします。その様子を知ることは、学術的には植として、高強度レーザーの開発やその周辺技術の産業応用、放射性また、レーザー打音検査技術は、国土交通省がインフラの定期点できる、放射光メスバウアー効果を利用した計測技術です。この計

織の活動の様子を、これまで目で見ることができませんでした。そ

同位元素（RI）を利用した革新的な計測技術の開発などで世界を先検の支援技術をまとめた「点検支援技術性能カタログ」に非破壊検測技術を活用した超高真空放射光メスバウアー装置で、磁石の代こで、土や植物の中にあっても、その存在を検知できるRIを使った導する成果を創出してきました。

査技術（トンネル）として掲載されたもので、レーザーをトンネル

表とも言える鉄について、これまで謎だった表面付近の磁性を詳

さまざまな化合物を植物に取り込ませてその動きを調べるRIイ

壁に照射したときに生じる振動を、別のレーザーにより計測する、しく調べた結果、表面から奥に向かって一原子層ごとに磁力が増メージング技術を発展させて、根が周りの土に放出した分泌物を均一性の高い我が国独自の技術です。民間企業による実際の道路減している複雑な現象を世界で初めて計測することに成功し、こ観察する「根圏イメージング」という手法を開発しました。これにトンネルの定期点検業務で、国内で初めて診断支援に活用されまの現象が約40年前に理論的に提案されていた「磁気フリーデル振より、地中の根が土と微生物に分泌物を介して働き掛けている様した。産業界への技術移転により、社会実装を進めています。

動」
であることを突き止めました。

子を世界で初めて撮影しました。図をご覧になると分かるように科学の最前線を拓く高強度レーザーとその産業応用世界最高性能の高強度レーザーを開発し、それを用いることで初めて可能となる超高強度場科学の研究に取り組んでいます。超高強度場科学とは、高強度レーザーでしかつくり出すことのでき覆工目地へのレーザー照射状況ない超高強度場における相対論的現象の解明や、極短パルスの（遠隔・非接触計測技術）

レーザーを使った超高速現象の観察、物質の制御などの極限状態

レーザー打音検査装置における最先端科学です。この極限の科学から生まれた高強度レーザー技術を医療や産業に役立てます。その具体例が、量子メス

土の中のミラクルワールド「根圏」を観る
生体内でのものの動きから生命現象の理解を試みるため、放射性同位元素（RI）を用いたRIイメージング技術の研究開発を進めてルーピンとダイズでは光合成生産物の根への運ばれ方、根周辺への分泌物の違いから適応する土壌環境の違いが説明できます。この革新的な観察手法で、根圏を形成する根、土、微生物の栄養分を巡る相互作用と植物の生存戦略を明らかにし食料問題の解決に貢献していきます。

います。たとえば、植物は地中で土や微生物に対して能動的に働きの主要技術であるレーザー駆動イオン加速技術やレーザー打音によるコンクリート検査技術です。
レーザー駆動イオン加速技術は、関西光科学研究所の超高強度レーザー装置、J-KARENの世界最高品質の集光性能を生かして開発を進めています。J-KARENは、30J（ジュール）のレーザーエネル
ギーを30f（フェムト）秒（1f秒は1秒の1000兆分の1）の時間に閉じ

覆工目地
コンクリートの壁面をレーザーで叩き、その振動をレーザーで検出すること

根圏イメージング画像で検査を行います。道路トンネルで行うためにトラックの荷台に積載しても安定に動作するレーザーシステムを開発しました。

［ ルーピン ］［ 光合成産物が根に運ばれる様子 ］［ 分泌物 ］

300

30

［ ダイズ ］

シグナル強度

シグナル強度
020分

40分

80分

0

［ 光合成産物が根に運ばれる様子 ］［ 分泌物 ］

300

5
シグナル強度

シグナル強度
083-88分

20分

40分

65分

068-73分

根圏イメージング技術により画像化したルーピン（上）とダイズ（下）の光合成生産物の根への運ばれ方と根周辺の分泌物の様子
レーザー発振している高強度レーザーJ-KAREN。
発生する光自体は赤外光ですが、励起するための緑色の光が漏れ出て全体が緑色に光っています。

26

QST 5th Anniversary

27