慶大ら，Ｘ線回折イメージングにおける従来困難だった回折パターンからの構造解析に成功

慶應義塾大学と理化学研究所（理研）は共同で，X線自由電子レーザ（XFEL）を用いた非結晶粒子のコヒーレントX線回折イメージング実験でしばしば遭遇する，従来手法では解析困難な回折パターンについて，解析を可能とする理論を独自に構築し，計算機実験でその有効性を確かめながらソフトウェアとして実用化した（ニュースリリース）。

XFEL を用いた非結晶粒子の構造解析には，コヒーレントX線回折イメージング法（Coherent X-ray Diffraction Imaging: CXDI）が有効だが，膨大な枚数の回折パターンを処理するため，サイズの大きな試料や電子密度の高い試料の場合，回折角度の小さい領域（小角領域）において，強い回折X線が検出器の計数限界を超えて入射してしまい，解像度の高いデータを取得しても，電子密度を回復できないという事態が度々発生していた。

そこで研究グループでは，このような状況に対処するため，パターンを欠損した小角領域をドーナツ型の関数で滑らかに除き，さらに，回折パターンが持つ普遍的な特徴を積極的に活用することで，独自の像回復理論を構築した。

この理論の妥当性を膨大な計算機実験によって確認した後，SACLA で取得した回折パターンに適用したところ，従来法では歯が立たなかった回折パターンから電子密度図を得ることに成功した。

今後，このアルゴリズムを実装したソフトウェアは，SACLA でのX線回折イメージングをより効率的に実施することを助け，XFELを用いたナノ科学の発展に貢献するものと期待されるとしいている。