パラメトリックX線の理論的研究

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従来のパラメトリックX線の理論は、巨視的なマックスウェル方程式を用いており、その基礎となっている、2体衡突レベルでの素過程が分かっていなかった。本研究で、パラメトリックX線の素過程は、原子分子・プラズマ物理学の分野で最近注目されている「分極放射」であることが明らかとなった。このことにより、今まで不明確だったパラメトリックX線のメカニズムが明瞭に理解されるようになった。従来はパラメトリックX線と遷移放射、チェレンコフ放射との関連及び相違点が明らかではなかった。パラメトリックX線の素過程を明らかにすることにより、遷移放射も、基本的には全く同等の放射であることを示すことができた。実際、分極放射の基本式から、電子密度分布を変化させるだけで、パラメトリックX線の公式と、X線領域の遷移放射の公式が導かれることを示した。つまり、パラメトリックX線と遷移放射は誘電率の非均一性から生じる放射である。それに対し、チェレンコフ放射は誘電率の平均的(均一)な寄与による放射であることが明らかとなった。また、パラメトリックX線の光源としての応用の可能性の評価を行った。以上の研究成果は、「パラメトリックX線放射と、その可変単色X線源への応用」(日本物理学会1993年秋)、“Quantum theory of parametric x-ray radiation"(「周期的構造物中での相対論的電子からの放射」国際会議・1993年9月・トムスク)で発表した。また、“Theory of polarization radiation from crystals and solids:parametric x-ray radiation and transition radiation"をphysical review誌に投稿中である。