2011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
“姉妹”光子の共同作業で観察波長の限界を突破
－物質を調べる波長と分解能を決定する波長を分離する手法を考案－
報道発表資料
肉眼では見ることができないモノを観察することができる顕微鏡。その発明は16世紀末とされ、それ以来、「いかに細かいものをみるか」という挑戦が続いています。現在では、可視光領域（波長4,000A～7,000A：オングストローム）の光の場合、波長の10分の1程度となる数100Aの分解能でモノを見ることができるようになってきています。
播磨研究所放射光科学総合研究センターの石川X線干渉光学研究室らの研究グループは、さらなる高空間分解能を達成するために、X線の非線形光学現象の1つであるX線パラメトリック下方変換を活用しました。
この過程では、1つのX線の“親”光子から2つの“姉妹”光子が誕生し、この2種類の光子が共同作業します。その結果、これまでの手法では到達することができなかった、波長206Åでその380分の1に相当する0.54Åという超高空間分解能の顕微手法の開発に成功しました。
この姉妹の共同作業とは、波長1.12Å（X線）の親光子から1.13Åの“姉”光子と206Åの“妹”光子を誕生させ、“妹”光子とダイヤモンドとの反応の様子を“姉”光子を使って調べる、というものです。その結果、炭素原子に強く束縛されている電子が“妹”光子の振動と同じ方向に、炭素原子同士をつなぐ部分の電子は逆向きに振動していることを初めて確認することができました。
今後は、可視光などのより長い波長での物質の光学応答を直接観察できる測定装置の実現により、物質科学や材料科学への多大な貢献が期待されます。
独立行政法人理化学研究所
放射光科学総合研究センター 石川X線干渉光学研究室
専任研究員 玉作 賢治（たまさく けんじ）
Tel: 0791-58-2806 / Fax: 0791-58-2907