プレスリリース

2014.02.17

X線の2光子吸収の観測に成功 -数百ゼプト秒の間にほぼ同時に原子を2度打ち- : 精密工学専攻 三村秀和准教授

理研放射光科学総合研究センターの玉作賢治専任研究員、矢橋牧名グループディレクターと、分子科学研究所極端紫外光研究施設の繁政英治准教授、大阪大学大学院工学研究科の山内和人教授、東京大学大学院工学系研究科の三村秀和准教授および高輝度光科学研究センターの大橋治彦副主席研究員らは、X線自由電子レーザ(XFEL)施設「SACLA」を使い、X線の光の粒子(光子)がゲルマニウム原子に2個同時に吸収される「2光子吸収」過程の観測に成功しました。

共同研究グループは、SACLAのX線ビームを約100ナノメートルまで絞り込み、超高強度X線をゲルマニウム試料に照射し、2光子吸収を起こすことに成功しました。また、2光子吸収と並行して、超高強度X線による試料の破壊がフェムト秒(1フェムト秒は10-15秒)の速さで進むことを明らかにし、試料が壊れていく過程をコンピューター上でシミュレーションすることで、壊れる前の物質が本来持っていた固有の情報の抽出に成功しました。本研究成果はX線領域における非線形光学の重要なステップであることはもちろん、試料を破壊するほど強力なX線で、破壊される前の試料固有の情報を得る方法を示した点でも、XFELを使った微小なタンパク質結晶の構造解析をはじめとする幅広い利用研究を可能にする有意義な成果です。

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