発表のポイント

概要

　東北大学多元物質科学研究所の福澤宏宣助教と上田潔教授、東北大学の河野裕彦名誉教授（元・東北大学大学院理学研究科教授）、フィンランド国トルゥク大学のクック・エドウィン教授、ドイツ国ハイデルベルグ大学のクレフ・アレクサンダー教授とローレンツ・セダーバウム教授、フランス国パリ・サクレ大学のミロン・カタリン所長代理、京都大学大学院理学研究科の永谷清信助教、広島大学大学院理学研究科の和田真一助教、理化学研究所放射光科学研究センターXFEL研究開発部門ビームライン研究開発グループ矢橋牧名グループディレクター及び高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室先端光源利用研究グループ登野健介グループリーダー等による合同研究チームは、X線を気相の孤立した多原子分子に照射してから数10フェムト秒（1フェムト秒は千兆分の1秒）で完結する超高速反応を観測することに成功しました。また、観測した超高速反応の中にも、メカニズムが異なる反応が存在することが明らかになりました。レントゲンがX線を発見してから120年が経ちますが、X線が誘起する孤立した多原子分子中での超高速反応の観測に成功した研究は初めてのものです。
　X線を生体分子に照射すると放射線損傷と呼ばれる分子の破壊が起こりますが、そのメカニズムは解明されていません。放射線損傷を制御できれば、例えば放射線を用いたがん治療を正確に効率よく実施することが可能となります。今回の研究成果を引き金として、放射線損傷機構解明に向けた大きな発展が期待されます。
　本研究の成果は、令和元年5月16日18時（日本時間）、英国の科学電子ジャーナル『Nature Communications』に掲載されました。
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図1. X線照射によって起こる一連の過程の模式図
 
論文情報：
“Real-time observation of X-ray-induced intramolecular and interatomic electronic decay in CH2I2”
Hironobu Fukuzawa, Tsukasa Takanashi, Edwin Kukk, Koji Motomura, Shin-ichi Wada, Kiyonobu Nagaya, Yuta Ito, Toshiyuki Nishiyama, Christophe Nicolas, Yoshiaki Kumagai, Denys Iablonskyi, Subhendu Mondal, Tetsuya Tachibana, Daehyun You, Syuhei Yamada, Yuta Sakakibara, Kazuki Asa, Yuhiro Sato, Tsukasa Sakai, Kenji Matsunami, Takayuki Umemoto, Kango Kariyazono, Shinji Kajimoto, Hikaru Sotome, Per Johnsson, Markus S. Schöffler, Gregor Kastirke, Kuno Kooser, Xiao-Jing Liu, Theodor Asavei, Liviu Neagu, Serguei Molodtsov, Kohei Ochiai, Manabu Kanno, Kaoru Yamazaki, Shigeki Owada, Kanade Ogawa, Tetsuo Katayama, Tadashi Togashi, Kensuke Tono, Makina Yabashi, Aryya Ghosh, Kirill Gokhberg, Lorenz S. Cederbaum, Alexander I.Kuleff, Hiroshi Fukumura, Naoki Kishimoto, Artem Rudenko, Catalin Miron, Hirohiko Kono, Kiyoshi Ueda
Nature Communications
DOI： 10.1038/s41467-019-10060-z
 
関連リンク：
東北大学大学院理学研究科
京都大学大学院理学研究科
広島大学大学院理学研究科
理化学研究所
高輝度光科学研究センター
東北大学