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2011年7月25日 (月)

理研ら、2つの光子を用いる顕微手法を開発 - 波長の1/380の分解能を達成

理研ら、2つの光子を用いる顕微手法を
開発 - 波長の1/380の分解能を達成

2011/07/20 マイコミジャーナル

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 理化学研究所(理研)と名古屋大学(名大)
の研究グループは、X線領域での
非線形光学現象を利用して、波長206Åで
その380分の1相当(0.54Å)という、
超高空間分解能の顕微手法を開発した。

 同成果は、理研播磨研究所放射光科学
総合研究センター 石川X線干渉光学研究室
の玉作賢治専任研究員、石川哲也主任
研究員らと名古屋大学大学院工学研究科
西堀英治准教授の研究によるもので、
科学雑誌「Nature Physics」
(オンライン版)に掲載された。

 顕微鏡の歴史は古く、その発明は
16世紀末まで遡る。
 また、肉眼では見えないものを最初に
見た事例は、ガリレオ・ガリレイが昆虫の
複眼を観察したもの(1610年頃)といわれて
おり、以来、「いかに細かいものを見る
ことを実現するか」が、光学分野での
重要テーマの1つとなっていた。

 1878年に、独イエナ大学のE.アッベが、
空間分解能は原理的に波長の約半分で
決定されることを示して以来、例えば
タンパク質の構造解析にX線が利用される
ように、細かいものを見るためには短い
波長を使うというのが常識となった。

 その一方、世界中で波長の限界に挑み、
現在では可視光領域の光で波長の
10分の1程度、つまり数100Åまでは見る
ことができるようになっていた。

 従来の手法は、単一の光を用いてその
限界に挑むものであったのに対して、今回
の手法は、物質を調べる波長と分解能を
決定する波長を分離することで、波長
による限界を超えるというこれまでに
なかった試みで、実際に強力なX線が利用
できるSPring-8の理研ビームライン
「BL19LXU」を用いて、波長1.12Åの"親"
光子から、波長1.13Åの"姉"光子と
波長206Å(極端紫外光)の"妹"光子が
生まれる過程を利用した。

 その結果、炭素原子同士をつなぐ手の
部分(価電子)は極端紫外光の振動と
逆向きに、また炭素原子に強く束縛された
電子(内殻電子)は極端紫外光の振動と同じ
向きに、それぞれ振動していることを確認
した。

 従来の手法では、物質全体でならされた
平均的な電子の振る舞いしか知ることが
できなかったが、今回開発された手法
により、それぞれの電子の応答を分離して
観測することが可能となったほか、X線
である"姉"光子が細かくものを見ることが
できるという特徴を生かした結果、
分解能は0.54Åまで高まった。

 これは、調べたい波長(206Å)の
380分の1となり、これまで実現されていた
分解能(可視光領域で波長の約10分の1程度)
に比べて、大きな更新を達成した。
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素晴らしいですが、よく分かりません。

詳細はリンクを見てください。
“姉妹”光子の共同作業で観察波長の
限界を突破

平成23年7月18日
独立行政法人 理化学研究所
国立大学法人 名古屋大学
独立行政法人 科学技術振興機構

>1つのX線の“親”光子が、2つの
>“姉妹”光子に分裂します。
>この時、応答を調べたい光の波長に
>“妹”光子を選び、“姉”光子をX線に
>選ぶと、物質が“妹”光子に応答して
>いる様子を“姉”光子で観察すること
>ができます。
>“姉妹”光子は1つの“親”光子から
>生まれるため、“姉”光子と“妹”光子
>に一種の共同作業をさせることが
>できるのです。
と言ってますが、良く分かりません。
誰か簡単に説明してくれないかな?

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