理化学研究所，高輝度光科学研究センター，京都大学と東京農工大学は，X線自由電子レーザー（XFEL：X-ray Free Electron Laser）を利用した新しいX線吸収分光法を考案し，理研のXFEL施設「SACLA」 での実証実験に成功した。
原子・分子をかたちづくる電子の分布や原子核の空間的な幾何構造は，それらの化学反応性と深く関わっている。X線吸収分光法は，このような物質の電子的・幾何的構造を観察するための最も有力な方法の1つだが，これまでX線吸収分光に広く用いられてきた放射光のX線パルスの時間幅は数十ピコ秒（1ピコ秒＝1兆分の1秒）と大きく，化学反応でみられる1フェムト秒（1000兆分の1秒）程度の超高速現象の途中経過を追跡することは困難だった。XFELは， 放射光の1万分の1の10フェムト秒程度の時間幅のX線パルスを発生できる光源で，これを利用した化学反応のリアルタイム観測に大きな期待が寄せられている。
ただ，放射光源と比べて，現状のSACLAでは1秒間に発生できるX線パルスの数が20パルスと少なく，時間単位の計測効率で劣る。したがって，XFELの有効な利用には，1パルスで得られる情報量がなるべく多い高効率な分光法の開発が必要。共同研究グループは，X線吸収の光子エネルギー依存性（X線吸収スペクトル）について，XFELのパルスがもつエネルギー幅の範囲を1パルスで一括計測する新手法を開発した。
1パルスで吸収スペク トルを一括計測するには，試料に照射する前後のX線のスペクトルを同時に計測する必要がある。今回の手法では，XFELの出力を透過型回折格子を利用して2本のX線ビームに分割し，参照X線と試料透過X線のスペクトルをX線パルスごとに同時計測することで，吸収スペクトルを算出する。この手法で得られたスペクトルは，従来法で計測された吸収スペクトルと良く一致し，その有効性が実証された。
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