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兵庫県西播磨にあるX線自由電子レーザー（XFEL: X-ray Free Electron Laser）施設SACLA（SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser、さくら）は、波長が1オングストローム以下のX線のレーザーが利用可能な施設です。このXFELを用いることで、未だ解明できていないタンパク質の構造や、極限状態での物質の構造変化を調べることができます。これらを実現させるためには、XFELを一点に集め強度を飛躍的に高めることが不可欠でした。

超高強度X線自由電子レーザー集光ビームが拓く世界 c Hirokatsu Yumoto (JASRI)SACLAと集光鏡を組み合わせることで、SACLAが発する強烈なXFELの密度をさらに4万倍に向上することができ、人類が手にしたことのない超高強度のXFELによって新しいサイエンスが切り拓かれる。

高辉度光科学研究センター汤本博胜研究员、大阪大学大学院工学研究科　山内和人教授、东京大学大学院工学系研究科　叁村秀和准教授、理化学研究所放射光科学総合研究センター　矢桥牧名グループディレクター、理化学研究所基干研究所　大森整主任研究员らのグループは、独自に开発した超精密加工技术を駆使し、原子レベルの表面形状精度をもつ420尘尘の集光镜を开発しました。この集光镜を厂础颁尝础に适用し、理论通りの集光サイズを有する齿贵贰尝のマイクロビームの実现に成功しました。これにより、齿贵贰尝の光の密度を世界で最も高い集光强度（6×10¹⁷W/cm²）を达成しました。

今回実现した超高强度齿贵贰尝マイクロビームを用いたイメージング手法により単细胞生物や复合タンパク质の构造解明のための研究が既に始まっています。また、これを利用することで、将来、原子分解能でタンパク质の立体构造の时间変化をスナップショット撮影可能な顕微镜の実现が図られ、これにより疾病の原因解明や新薬の开発が促进されるものと期待されます。

论文情报

Hirokatsu Yumoto, Hidekazu Mimura, Takahisa Koyama, Satoshi Matsuyama, Kensuke Tono, Tadashi Togashi, Yuichi Inubushi, Takahiro Sato, Takashi Tanaka, Takashi Kimura, Hikaru Yokoyama, Jangwoo Kim, Yasuhisa Sano, Yousuke Hachisu, Makina Yabashi, Haruhiko Ohashi, Hitoshi Ohmori, Tetsuya Ishikawa, Kazuto Yamauchi,
“Focusing of X-ray free electron laser pulses with reflective optics”,
Nature Photonics Online Edition: 2012/12/17 (Japan time), doi: 10.1038/nphoton.2012.306.

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