| Project/Area Number |
18K18307
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Osaka Taito 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (70782887)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | X線自由電子レーザー / セルフシード / X線分割遅延光学系 / 揺らぎ / ダイナミクス / XFEL / ナノ集光 / XSVS / 分割遅延光学系 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed an ultra-compact x-ray monochromator and enhanced the spectral brightness of x-ray free-electron laser (XFEL) by a factor over 5 through a novel amplification method called the reflection self seeding for which the compact monochromator plays a key role. Also, we improved a split-delay optical system, which produces two XFEL pulses with a time separation precisely controlled. Utilizing these cutting-edge technologies, we succeeded in direct evaluation of the XFEL pulse duration through an intensity autocorrelation technique and demonstration of measuring meso-scale (from a few angstrom to tens of nanometers) spontaneous fluctuation in pure water.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
反射型セルフシード法によって得られる高輝度XFELは、従来のX線分光測定の効率を高めるだけでなく、X線非線形分光といった新たなX線計測技術の開拓、それに伴う新たな発見につながるものである。また、XFELの時間構造の測定は至上命題として様々な研究が行われてきたが、本研究により初めて直接測定が達成され、より詳細かつ正確な時間構造決定へ向けた大きな一歩となる。そして反射型セルフシード法と分割遅延光学系を利用した純水の揺らぎ評価は、未だ謎の多い非晶質物質中で様々な時間・空間スケールで生じている揺らぎを解明する可能性を示すものであり、基礎科学から応用開発に及ぶ広い科学領域に貢献するものである。
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