相対論的プラズマから強いコヒーレントX線が発生することを発見した。ビーム応用研究部門のピロジコフ・アレキサンダー研究員らは、英国ラザフォード・アップルトン研究所、英国ストラスクライド大学、英国クイーンズ大学ベルファスト、ロシア科学アカデミーレベデフ物理学研究所、モスクワ物理工科大学、ロシア科学アカデミー高温研究所、ロシア科学アカデミープロコロフ研究所の協力のもと、相対論的プラズマ1)を利用する方法によって、これまでよりも短波長化が可能なレーザー光の高次高調波と呼ばれるコヒーレントX線2)を発生させることに成功しました。今回発見した新しい方法により、従来法では困難であった高次高調波の短波長化が原理的に可能であることを実証しました。物質に当てるレーザー光3)を非常に強くしていくと、およそ千兆分の一秒という、わずかな時間に物質中の電子がレーザー光によってほぼ光の速度にまで加速される、相対論的プラズマ状態が生成されます。今回、出力十兆ワット級の強力なレーザー光をガスターゲットに照射した際に生成する相対論的プラズマから放出されたX線のスペクトルを観測したところ、照射するレーザー光の波長の整数分の一の波長を持つ高次高調波4)と呼ばれるコヒーレントなX線が強く発生することを発見しました。従来の高次高調波の発生法では、原子や分子につなぎとめられている電子をレーザー光で強く揺さぶって高調波を発生させますが、短波長化のためにレーザー光を強くし過ぎると、電子が原子や分子から完全に離脱してしまい高調波を出せなくなることが問題でした。これに対し今回の方法では、原子や分子とは無関係に、レーザー光とガスターゲットとの相互作用で発生する高密度の電子の集団から高調波が発生していると考えられ、照射するレーザー光の強さをより大きくできます。その結果、従来法の限界と考えられていた波長を遙かに凌ぐ短波長コヒーレントX線の発生が原理的に可能であることを実証しました。この相対論的プラズマによる高次高調波発生法の普及によって、短波長のコヒーレントX線を利用する研究分野の幅広い展開が期待されます。Council)施設利用助成を受けて実施しました。al.)に掲載予定です。詳細は下記をご参照ください。Reserved.ページのトップへ。