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フェムト秒X線光電子回折法により強レーザー電場中の分子の構造を決定高エネルギー加速器研究機構,東京大学,立命館大学,千葉大学,京都大学,量子科学技術研究開発機構,理化学研究所および高輝度光科学研究センター 研究グループ

 高エネルギー加速器研究機構,東京大学,立命館大学,千葉大学,京都大学,量子科学技術研究開発機構,理化学研究所および高輝度光科学研究センターの研究グループは,X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」を用いたフェムト秒X線光電子回折法により,赤外パルス強レーザー電場中のヨウ素分子の構造を決定すること に成功したと発表した。
 これまで,光励起によりピコ秒~フェムト秒の時間領域で物質の構造変化を起こす超高速光化学反応を光電子回折法により可視化した研究例はなかったが,同グルー プは,ナノ秒の赤外パルスYAGレーザー電場で向きを揃えた気相のヨウ素分子にフェムト秒のXFELパルスを照射して,X線光電子回折像を測定することにより,YAGレーザー電場中のヨウ素分子の原子間距離は,レーザー電場により結合が弱くなるために平衡構造のそれよりも10%伸びていることを発見した。
 今回は赤外パルスYAGレーザーを用いたが,光化学反応を誘起するポンプ用の短パルスレーザーを導入することで,超高速光化学反応を可視化できる可能性がある。この成果により,超高速光化学反応の「分子ムービー」の実現へ大きく前進した。

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