東北大学多元物質科学研究所上田潔教授・福澤宏宣助教のグループ、京都大学大学院理学研究科永谷清信助教、米国SLAC国立加速器研究所のクリストフ ボステト研究員のグループ等による国際共同研究チームは、米国のX線自由電子レーザー（XFEL）施設LCLSから供給される非常に強力なX線をキセノン原子が集まってできた微小な粒子に照射すると、極めて短い時間では体積が収縮することを発見しました。従来、XFELに照射された微粒子は、大量の電子を放出してプラズマ化し即座に爆発すると考えられていたため、今回の発見はこれまでの常識を覆すものでした。この体積収縮は、プラズマ化の初期過程で、キセノン原子に局在化していた電子が粒子全体に広がることに起因します。
本研究の成果は、米国の科学雑誌『SCIENCE ADVANCES』で、平成28年1月29日にオンライン出版されました。
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図1. 1番目のパルスにより起こる微粒子の体積収縮を、2番目のXFELパルスによるX線回折で観測

論文情報

“Transient Lattice Compression in the Solid-to-Plasma Transition”
Ken R. Ferguson, Maximilian Bucher, Tais Gorkhover, Sébastien Boutet, Hironobu Fukuzawa, Jason E. Koglin, Yoshiaki Kumagai, Alberto Lutman, Agostino Marinelli, Marc Messerschmidt, Kiyonobu Nagaya, Jim Turner, Kiyoshi Ueda, Garth J. Williams, Philip H. Bucksbaum and Christoph Bostedt
Science Advances Vol.2, no.1, e1500837, published on 29 Jan 2016
doi: 10.1126/sciadv.1500837

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