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2020 年度 研究成果報告書

硬X線分割遅延光学系によるメゾスケールピコ秒ダイナミクス測定に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 18K18307
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大坂 泰斗  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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード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
研究成果の概要

本申請課題では、超小型X線分光器を開発し、反射型セルフシード法と呼ばれる新たなX線自由電子レーザー(XFEL)発振法を実現することで、XFELの輝度を5倍以上に高めることに成功した。また、1つのXFELから時間差を精密に制御された2つのXFELを作り出す分割遅延光学系の整備を進めた。両技術を相補的に利用することで、強度自己相関法によるXFELパルス時間幅の直接測定、そして純水中で生じているメソスケール(数オングストロームから数十ナノメートル)の揺らぎ測定の実証に成功した。

自由記述の分野

X線光学

研究成果の学術的意義や社会的意義

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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公開日: 2022-01-27  

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