理研ら,光速近くまで加速された電子ビームの時間幅を計測

著者: sugi

理化学研究所(理研),高輝度光科学研究センター,東京大学らの共同研究グループは,「X線強度干渉法」の原理に基づき,光速近くまで加速された電子ビームの時間幅の計測法を開発した(ニュースリリース)。

電子ビームの時間幅を制御できるようになると,XFELのパルス幅を実験の目的に応じて柔軟に変えることが可能になるが,そのためには,まず電子ビームの時間幅を正しく測定することが不可欠となる。SACLAやLCLSでは「高周波デフレクター」と呼ばれる装置を用いるが,その時間分解能は10~20fs程度であり,現在のSACLAの電子ビームの時間幅を測定するには性能が不十分だった。

今回,研究グループは,電子ビームから放射されたX線を分光光学素子によって単色度を変化させながら強度干渉現象の程度を計測することで,電子ビームの時間プロファイルを計測できることを理論的に示した。また,実際にこの計測法をSACLAに応用した結果,その電子ビームの時間プロファイルが半値全幅7.3fsおよび45.8fsの二つのガウス関数(正規分布)の和として表されることが明らかになった。

今回開発した計測法は,電子ビームの時間幅を測る精密な“ものさし”といえるもの。この技術によって,これまでは不可能だった10fs以下の時間分解能で電子ビームの時間幅を計測することが可能になった。

今後,この計測技術と電子加速器技術によって電子ビームの時間幅を制御することで,XFELの時間幅を実験に応じて柔軟に変更することが可能になると考えられるという。特に,電子ビームを短くすることによってアト秒領域のXFELが実現できると,現在のXFELでは未踏の超高速現象を観測する強力なツールになるとが期待できるとしている。

キーワード:
 

関連記事

  • QSTなど、超高温物質に対してSPring-8のX線を照射し構造変化を観察

    量子科学技術研究開発機構(QST)、日本原子力研究開発機構、福井大学、東京科学大学、東北大学は、大型放射光施設SPring-8において、3000℃を超える超高温下で起こる物質の変化をリアルタイムで観察できる新しい分析技術…

    2026.02.05
  • 東大と茨城大、超小型X線光源でミクロ分子動態計測に成功

    東京大学と茨城大学は、X線動画で高分子樹脂内のミクロ分子運動を捉える新たな動態計測手法「透過 X 線明滅法(TXB)」を開発した(ニュースリリース)。 X線透過像は臨床ではレントゲン検査として利用されているが、今まで実験…

    2025.12.05
  • 島津製作所,画質と検査対象拡張したX線CTを発売

    島津製作所は,10月21日にマイクロフォーカスX線CTシステム「inspeXio 7000」を発売した(ニュースリリース)。希望販売価格は,1億1495万円(税込み)。 マイクロフォーカスX線CTシステムは,X線を使って…

    2025.10.28
  • 筑波大ら,放射線の種類で変わる結晶発光特性を発見

    筑波大学と東北大学は,Eu添加CaF2結晶にα線を照射すると,X線を照射したときよりも長い波長の光が多く発生することを世界で初めて発見した(ニュースリリース)。 シンチレータは放射線のエネルギーを光に変換する物質。その中…

    2025.09.10
  • 名大ら,厚さ0.5mmのミラーでX線を3400倍変化

    名古屋大学と理化学研究所は,薄い圧電単結晶ウエハー1枚のみで構成された形状可変ミラーの作製に成功した(ニュースリリース)。 形状可変ミラーは反射面の形状を調整することで,ミラーに反射された光の局所的な向きを制御することが…

    2025.07.04
  • 熊本大,世界で初めてX線CTで先史時代の網を復元

    熊本大学の研究グループは,これまでその構造がまったく不明であった縄文時代の網製品(漁網)を土器の中や表面に残る圧痕から復元することに成功した(ニュースリリース)。 縄文時代の網製品は実物が愛媛県の船ヶ谷遺跡(縄文時代晩期…

    2025.05.09
  • JAISTら,動的コヒーレントX線回折解析法を開発

    北陸先端科学技術大学院大学(JAIST),物質・材料研究機構,東北大学は,物理法則と計測原理を組み込んだ深層学習技術の開発により動的コヒーレントX線回折イメージング(動的CXDI)の回折データから,高精度に試料のナノ構造…

    2025.03.24
  • 弘前大ら,無色透明でX線を遮蔽できる複合材を開発

    弘前大学と山形大学は,「無色透明かつX線を遮蔽できる複合材料」を世界で初めて開発した(ニュースリリース)。 この複合材料は,これまで遮蔽材料として広く用いられていた鉛を使用せず軽量かつ天然素材に複数の金属を配合し開発した…

    2024.12.10

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア