光物理学：硬X線アト秒パルスの計測

サブオングストロームの空間分解能とアト秒の時間分解能を組み合わせることで、物質中の電子の運動を直接観測できるようになる。X線自由電子レーザー光源で生成されるアト秒の硬X線パルスは、これに必要な時空間感度を備えているが、精密なパルス計測手法および制御手法がないため、その応用が制限されてきた。今回我々は、広帯域X線分割遅延線を基盤として、アト秒硬X線パルスの計測法を確立した。我々は、電場相関測定によって、パルスのコヒーレンス時間を時間領域で初めて評価し、生成されたパルス対がアト秒精度で同期していることを実証した。また、非逐次二光子吸収を非線形プローブとして利用し、強度自己相関によって平均パルス幅を時間領域で直接定量したところ、170アト秒と求められた。今回実証した実験ツールと技術により、X線ポンプ–X線プローブ分光法や回折法などの系統的なアト秒時間分解実験が可能になり、電子現象をこれまでにない時空間分解能で探究する道が開かれる。

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