【用語説明】

１）Ｘ線レーザー、プラズマＸ線レーザー

Ｘ線領域（軟Ｘ線〜硬Ｘ線、図１参照）のレーザーをＸ線レーザーと呼びます。Ｘ線レーザーの発生方法にはいくつかあり、今回実験に利用したＸ線レーザーは、強い赤外線レーザーを金属やガスなどの試料に照射することで生成するプラズマ状態を利用して発生させます。その際にプラズマ状態の温度と密度を特定の値になるように制御すると、プラズマ中のイオンに「誘導放出効果」と呼ばれるＸ線を増幅する効果を持たせることができ、その結果、軟Ｘ線領域のＸ線レーザーが得られます。補足図１の中で上半分は、Ｘ線レーザーを発生させる際の模式図を示しています。下半分には、図３と同じ今回の実験配置図が描かれていますが、このＸ線レーザーを発生させる部分は、赤色の点線の丸で囲まれた部分に相当します。

プラズマ状態を用いるＸ線レーザーでは、用いる試料を変えることでレーザーの波長を変えることができます。今回の実験では、銀を試料として用いることで発生する波長13.9ナノメートルのＸ線レーザーを利用しています。なお、最近実用化された、ＳＡＣＬＡに代表される大型加速器技術を利用したＸ線レーザー（Ｘ線自由電子レーザー）と区別するために、プラズマＸ線レーザーと呼ぶこともあります。

２）プラズマ

気体を構成する原子または分子が部分的、ないし完全に電離（原子がイオンと電子に分かれること）し、イオンと電子が自由に動き回れる状態をプラズマといいます。プラズマは身近に数多くあり、蛍光灯や雷などの放電現象や、太陽をはじめとする恒星もプラズマです。科学技術開発の分野では、核融合研究において高温のプラズマの閉じ込めの研究がおこなわれている他、本研究に関連した内容では、強力なレーザーを金属やガスなどの試料に照射した際に生成するプラズマを利用して、そこから発生するＸ線レーザー等のＸ線源や、イオンビーム、電子ビーム等の高度に制御された人工放射線源である「量子ビーム」の開発が進められています。

３）干渉縞、位相、空間コヒーレンス

光は波としての性質を持ち、その波の山と谷の位置のことを「光の位相」といいます。レーザー光は、光の波の山と谷の位置が揃った光（位相が揃った光）で、波長が同じレーザー光を２つ重ねると、両者の波の山と山が重なる位置で光が強めあい、明瞭な縞模様ができます。この縞模様を干渉縞といいます。レーザー光が持つ、この干渉縞を作ることができる特性を空間コヒーレンスといいます。通常の電灯などからの光では、光の波長が一種類ではなく、しかも含まれる光の山の位置や谷の位置もばらばらなので、光が強めあう位置に規則性がないために縞模様はできません。

４）Ｘ線自由電子レーザー

多数の磁石を、極性を入れ替えながら直線状に配列した、アンジュレータと呼ばれる装置の中を共に進む電子ビームと光の相互作用が誘導放出効果をもたらすという原理を利用し、アンジュレータ内に配置した磁石の周期長と電子ビームのエネルギーの組合せによって特定の波長のＸ線を増幅させて得られるレーザー光。最近では、ＳＡＣＬＡにおいて、0.1ナノメートル領域のＸ線レーザービームが実用化されています。その際の、電子ビームのエネルギーは8　ＧｅＶ（ＧｅＶは、10億ボルト）、磁石の周期長は15ミリ、アンジュレータの長さは約80メートルになります。

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