東北大など、強力X線の照射でナノクラスのプラズマが生成されることを発見

また、SACLAのような強力なX線パルスを照射した場合、単一クラスター内の複数の原子においてこのような過程が起こり、たくさんの電子が放出され、この過程が進行していくと、時間的に遅れて原子から飛び出した電子のうち、エネルギーが低い電子は正の電荷に引き寄せられてクラスターからは飛び出せなくなっていくことから、微小空間内に正の電荷と負の電荷が混在するナノプラズマが生成することが予想されていた。

研究では、アルゴン原子クラスターに強力X線を照射し放出される電子の運動エネルギー分布を測定。その結果、2000～5000eVの高速電子はクラスターから飛び出せなくなることなないが、200eVから低エネルギー側の領域が平らになることが確認され、電子が減速し、ナノプラズマが生成されることが示唆されたとする。

また、理論計算からX線照射によって放出される電子の中でも比較的低エネルギーの電子とクラスター内の原子との衝突により放出される2次電子がナノプラズマ生成に主に寄与していることも判明したという。なお、今回の研究結果について研究グループでは、SACLAの強力なX線パルスを用いた物質の構造解析を行う上で、ナノプラズマが生成される反応素過程を正確に知り、考慮したうえで解析を行うことが必要不可欠であることを示すものであるとするほか、強力X線と物質との相互作用に関する問題を1つひとつ解決していくことで、SACLAを用いて、これまで見えなかった超微細・超高速な現象を見ることも可能になることが期待されるとコメントしている。