【技術】2つの光子を用いる顕微手法を開発 - 波長の1/380の分解能を達成　理研・名大

理化学研究所(理研)と名古屋大学(名大)の研究グループは、X線領域での非線形光学現象を利用して、
波長206Åでその380分の1相当(0.54Å)という、超高空間分解能の顕微手法を開発した。

同成果は、理研播磨研究所放射光科学総合研究センター 石川X線干渉光学研究室の玉作賢治専任研究員、
石川哲也主任研究員らと名古屋大学大学院工学研究科西堀英治准教授の研究によるもので、
科学雑誌「Nature Physics」(オンライン版)に掲載された。

顕微鏡の歴史は古く、その発明は16世紀末まで遡る。また、肉眼では見えないものを最初に見た事例は、
ガリレオ・ガリレイが昆虫の複眼を観察したもの(1610年頃)といわれており、以来、「いかに細かいものを
見ることを実現するか」が、光学分野での重要テーマの1つとなっていた。1878年に、独イエナ大学のE.アッベが、
空間分解能は原理的に波長の約半分で決定されることを示して以来、例えばタンパク質の構造解析にX線が利用
されるように、細かいものを見るためには短い波長を使うというのが常識となった。その一方、世界中で波長
の限界に挑み、現在では可視光領域の光で波長の10分の1程度、つまり数100Åまでは見ることができるように
なっていた。

しかし、この分解能であっても、物質内で光に対してどのように電子が応答しているかを見ることは不可能
であった。つまり、赤く見える物質が、どのように電子が応答することで赤く見えるのかを、
"赤い光"(波長6,000Å)で見ることはできないこととなる。オングストローム分解能(電子レベル)で見るためには
X線を使う必要があるが、X線は赤い光ではないため、X線で得られる情報はは赤く見える電子の応答と直接の
関係はない。

研究グループでは、物質が光に対してどのように応答しているのかを、波長による空間分解能の限界を超えて
詳細に観察するため、モノに作用する調べたい波長の光の特徴と、電子レベルの情報を与える短い波長(X線)の
能力を、同時に利用することを考えた。しかし、単に光とX線を物質にあてるだけでは、それぞれが勝手に振舞う
(反射・吸収される)だけで、有用な情報を得ることはできない。そこで、X線領域での非線形光学現象の1つである、
「X線パラメトリック下方変換」を活用することで、実現を図った。

（引用ここまで　全文は引用元をご覧ください）

▽図 波長と分解能の関係。一般に、どれだけ細かいものを見られるかは、使っている波長が下限を与える。
通常、グラフの右下の領域は見ることができない。今回の研究では、"妹"光子のいる極端紫外領域で
X線である"姉"光子の特徴を利用することで、極端紫外光の波長の380分の1という超高分解能を実現した 。
http://j.mycom.jp/news/2011/07/20/106/images/011l.jpg

▽記事引用元　マイコミジャーナル（2011/07/20）
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/07/20/106/index.html

▽理化学研究所　プレスリリース
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2011/110718/index.html

▽Nature Physics
「Visualizing the local optical response to extreme-ultraviolet radiation with a resolution of λ/380」
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys2044.html

2ch運営者死ね
2なら韓国滅亡

今だ！2ゲットォォｫｫ！！
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み…光子

森光子とムキ出しの光子？

もうそんなとこまで見れるようになってんのかｗ

光子
量子
素子
でんこ

これ半端ねーなｗｗｗ
俺が大学院生だった時、性能の良い顕微鏡が無くて
結局観察できなかったんだよな

なるほど
わからん

空間的な分解能は十分でも
時間的にどうなの？

もつれ合った光子対を生成する量子力学な手法は実に21世紀を感じさせる

よくわからんけどＳＴＭよりスゴイの？

これすごいな！

登場人物が全て「光子」なのが悲しいが、

姉妹で協力すればダイヤモンドがどうして結びついて固いのかとかわかってきてしまうのだろう。

やわらかダイヤモンドができる日も遠くない。

今後この測定によって飛躍的に量子の世界が広がる。

ノーベル賞ものでしょう。

こういうのを創造的研究と言うのだよ。

ゼルニケ以来の革新だね

そのうち可視光まで対象にできて
光の反射や透過をコントロールできるようになったら
可視光ステルスができそうだな。

弓教授「なに！二つの光子力だと！」

X線パラメトリック下方変換って　なに？

なんか凄くね？電子顕微鏡に近い分解能じゃん。

パラメトリック下方変換
物質中の電子との相互作用により1つの光子が、
2つの光子に変換される非線形光学現象。変換の前後で光子の持つエネルギーと運動量が保存される。

http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2007/070614/detail.html

>>18
というか、現在のところソレと同等で、
電子顕微鏡の限界を超える可能性を秘めた技術、という感じ。

とりあえずスゴいというのは分かった

これはすごいんでないか？

森光子がどうしたって？

今まで白黒でしか映らなかった電子顕微鏡クラスのものが
今後はカラーで見られるのか、ワクワクするなｗ

ついに、光子力ビームが…

すごそうだけどさっぱり分からん

一切解らん！
とりあえず頑張っとけ！！！

紫色を更に分けられるようになったってことだろう

電子顕微鏡が素粒子顕微鏡に進化したのか？

これ上手くいくと原子を白黒で見れるようになるわけか、、

簡単にいえば、
『電子顕微鏡では電子の反射だけを観測するので「色」は見えなったけど、
今回のは光の反射を観るので「色」が見えるようになった』
ってことが画期的なんじゃないの？
ただの分解能の問題なら電子顕微鏡のほうが優秀なわけだし。

>>32
色なんて飾りです。
単に特定の隣接する３つの波長の反射吸収だけだよ。

分解能を上げたかったら、この技術だって、波長の短い光を使うから、色情報はない。


つか、この技術を電子に応用したら、電子顕微鏡の分解能が更にあがるなんて事ない？

これってマイクロ波とか低い周波数の電波でも応用できるのかな？

光学顕微鏡の分解能も上げられるん？

>>33
色って表現は簡単すぎた。
申し訳ない。

電子顕微鏡では電子と物質中の電子との作用で物質のディティールを調べるもので、
今回のは光、つまり電磁波（電場と磁場の波）との作用を調べるためのもの。
今まで可視光付近の電磁波は、その波長が長すぎるために
電子との作用の細かい情報（分解能）を得ることができず、
X線のような極めて短い波長の電磁波と電子でしか詳細な作用の様子を観察できなかった。
しかし、ひとつのX線を長い波長と短い波長の電磁波の２つに「分ける」ことによって、
2つのペアの電磁波の関係からX線よりもはるかに長い波長の電磁波がどのように電子と作用しているかを
観察することができた。
ってことかな？

電子と電磁波は別物ですので、
電子顕微鏡への応用ってのは筋違いだと思いますよ。

でもお高いんでしょ？

こりゃノーベル賞かな。
｢見る｣ことに関してノーベル賞は景気よくノーベル賞くれるんだわw
クラゲの発光も田中の研究も｢よく見えたご褒美｣でノーベル賞もらってるし

全く分からんがナポリタンはなぜ赤いのかの答えが出る予感

非破壊観察の技術が進歩したってことでＯＫ？

量子力学的に見えてええのん？
コペンハーゲン的にええのん？

いや、全然詳しくないけど

理論的には可能かもしれんが電顕みたいに可視化できるのかこれ

オングストロームよりストロンチウムの方が気になるわ。

これ、ノーベル賞として評価されるかもな。
様々な分野の研究が発展するかもしれない。

2個のX線光子のうなりが可視光の周波数になるのか？

んーやっぱちがうなー
>>今回の研究では、"妹"光子のいる極端紫外領域で
>>X線である"姉"光子の特徴を利用することで、極端紫外光の波長の380分の1という超高分解能を実現した
その解釈ではここの記述と解釈が両立しない
光磁気記録(MO)のアナロジーではどうだろう
磁気ヘッドのギャップの大きさは記録波長よりずっと大きいけど
レーザー光での加熱と同時にすることでスポットを小さく出来る

「X線パラメトリック下方変換」
キモはこれ。

親光子から、非対称の姉妹光子が生まれる。
炭素結合に干渉しない姉と、干渉する妹。
姉を観察する事で、同時に妹も見ている事になる。
分解能は姉の約半分でアッペの提唱に反してはいない。

ただし「X線パラメトリック下方変換」が起きる確立が1000億分の1なので、
強力なX線源が必要ですよ、という事。
spring-8をもっと利用してくださいね。となる。

スゲーッ！
オングストロームなんて単位、本当に久し振りに見たぜ
１０年ぶりぐらいじゃねえか？

ついに原子を肉眼で見れる時が来たか

明日会社で「X線パラメトリック下方変換」 って単語を連呼してくるわ

意味はよく知らんけど

素朴な疑問なんだけど人間の目が超高空間分解能を持ってたらどうなっちゃうの？

光子って一個一個操れるのか

草笛光子　と　森光子　か？

よう分からんけど、ラマン顕微鏡みたいなもんか？
分解能が高い電磁波で位置情報を得て、
その電磁波と対になって発生するより長波長側の電磁波で色情報を見るって感じで。

愛人(ラマン)とかいやらしい

この顕微手法は我々が4千年前にすでに通過した
おごるな！

>>38
でもその二つは普及して誰もが使う標準的な方法にまでなったんだろう？
>1　は世界でも限られた施設でしか出来ないからどうかな

俺は32個の光子を用いて1/65535の微細達成したぜ

この技術を転用すれば、可視光とか紫外光を使って非常に微細なパターンの
露光を行って半導体をより小さく作ることが出来るかも知れぬ。

>>38
確かにｗ

箱に煙いれただけでももらえるからな。

Å

名大は頑張っている