軟X線超高速光電子分光法による内殻電子ダイナミクスの実時間観測

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光を用いて物質内のあらゆる電子の運動を実時間観測することは，光科学・物質科学研究の究極的な目標の一つである．本研究では分子科学研究所の放射光源UVSORで生成した軟X線のダブルパルスによる軟X線超高速光電子分光法を開発し，原子や分子の内殻空孔の時間発展をアト秒からフェムト秒域で可視化する方法を開拓する．今年度は以下の研究を行った．(1) 軟X線超高速光電子分光法の開発：キセノン原子の浅い内殻電子をターゲットとした二次元光電子干渉像の測定に成功し，数フェムト秒の時間スケールで進行する内殻空孔波束の時間発展に関する情報を引き出した．調整段階で行ったヘリウム原子の光電子干渉について実験結果を時間領域のダブルスリット実験の観点から解釈し，研究成果を論文投稿した．(2) 放射光電場の計測：干渉法を用いて単一電子が発する電磁放射の波形を世界で初めて実測することに成功した．本成果は米国光学会の学術誌OPTICAに掲載された．（3）光多重イオン化：多電子同時計測装置を用いて軟X線ダブルパルスによる希ガス原子の光二重イオン化の観測を試みた．光二重イオン化における光電子干渉を示す明確なデータは得られなかったが，計測手法の改善点を見出すことは出来た．測定条件の検討を進め次年度以降に再実験を行う．（4）水冷ピンホールの開発：光ビームのエミッタンス低減操作を目的としてピンホール装置を設計・制作した．制作した装置をビームラインへ持ち込みエミッタンスの低減操作を試みた．