高 電子 渦 射 精密観測 成
分子科学研究所 藤 博教授 広島大学 佐々木 茂美 誉教授 古屋大学 保坂
将人特任准教授 高 電子 渦 呼 特異 射 現象 精密
観測 こ 成 高 電子 螺旋運動 際 出 ン ン
中心 相特異点 呼 渦特 構造 存在 こ 高い ン
ン ほ そ 波面 密 渦構造 い こ 世界 初 実験的 示 高 電子 こ う 特異 射 機構 相対性理論 用い 説明 こ 成 こ 成果 今日 基礎学術研究 産業利用 広 利用さ
い ン ン 新 い利用法 開拓 結び付 あ さ 要 こ
宇宙 様々 場所 広 存在 高 電子 自然現象 渦 射さ
こ 理論的 実験的 明 点 あ 渦 いう奇妙 自然界 う 役割 果 い 未踏 研究領域 存在 示 成果 あ
本研究成果 2017 7 21日 英国時間午前10時 英国 科学雑誌 Scientific Reports オン イン版 掲載さ
1.研究 背
電磁波 呼 波 電場や磁場 振動 空間 伝わ 波 山
部分 合わ 波面 呼 通 波面 進行方向 垂直 面
正確 球面 こ 対 今 2５ ほ 前 渦 呼 奇妙 存
在 こ 理論的 明 さ 渦 螺旋状 波面 持 渦
軌道角運動 運 い 考え 物体 照射さ そ う 力
え こ 実験的 検証さ い 原子や分子 照射さ
通常 起こ い う 反応 引 起こ 可能性 あ 考え い
渦 今日 特 学素子 通 こ 人工的 合成 手法 確
立さ 情報通信 テ イ ン 様々 分 実用化 目
指 研究 活発 進 い 一方 自然科学 分 渦 関 研究 こ
ほ 行わ い 数少 い例外 回転 ホ 周辺
強い 力場 影響 渦 射さ 理論的 研究 あ あ い 天
文観測 宇宙 飛来 渦 検出さ そ 宇宙人 通信 い
い こ 宇宙人 存在 検証 可能性 あ 論文 あ
こ 行研究 渦 いう 自然現象 簡単 生 出さ い い
う こ 常識 あ こ わ
今 そ10 前 佐々木 アン 呼 ン ン 発生
装置 射さ 渦 成分 含 い 可能性 理論的 示 最近
藤 こ 現象 背 物理遃程 い 考察 円軌道 描い 運動 電子 出 螺旋状 波面 持 軌道角運動 運ぶ 渦 あ いうこ 理論 的 示 2017/02/27分子研 https://www.ims.ac.jp/news/2017/02/ 27_3639.html参照 円運動 電子 そ 円運動 周期 周波数 基本波 呼
そ 整数倍 周波数 倍波 出 いこ 基本波
通 倍波 渦 １
磁場 中 運動 電子 ン 力 呼 力 け 磁力線 巻 う
円や螺旋 描い 運動 宇宙 高 電子 広 存在 一方 磁
場 帯び 天体 数多 存在 地球 そ 一例 超新星爆発 後 さ 中 性子星 非常 強い磁場 帯び い こ 知 い 上記 理論的予想 正 い 磁場 帯び 天体 周辺 始 自然界 様々 場所 渦 自然現象
生 出さ い
佐々木 研究 け そ 実験的 検証 数 前 イ 射 施設 初 行
わ 円偏 アン 呼 装置 中 螺旋運動 電子 射
波面 螺旋状 あ こ 示 結果 得 い こ 実験 理論的 予
想さ 渦 射 要 特性 多 未検証 こ イ
扱い い真空紫外線 用い 実験 行 分子科学研究所 ン ン
源UVSOR-III 小型 電子 そ 一方 電子ビ 指向性 極
高い いう 世界的 極 性能 ン ン 源 分子科学研
究所 広島大学 古屋大学 共 研究 こ UVSOR-III 用い こ
イ 成 得 渦 精密観測 試
１．円運動 電子 出 波面 上方へ進行 い 電子 基本波 呼 以外 基本波 整数倍 振動数 整数分 一 波長 倍波 合 出
基本波 通常 波面 面 あ 対 倍波 波面 螺旋状
2.研究 成果
共 研究 分子科学研究所 ン ン 源UVSOR-III 用い 高 電子 螺旋運動さ そ 射 性質 精密 観測
用い 回折実験 倍波 中心 相特異点 呼 思議 構造 出来 い こ
世界 初 観測 こ 成 2 基本波や倍波 時 発生
こ 渉さ こ 振動数 高い倍波ほ 波面 渦構造 密 大
角運動 運 い こ 世界 初 観測 こ 成 一方 高
電子 渦 射 機構 関 理論的 考察 行い 電子 射 電子 進行 方向 集中 いう相対性理論 効果 こ 現象 説明 こ 見出
2． 回折実験結果．円軌道 描 電子 射
通 基本波 通常 直線状 回折模様 生 二倍波 渦 中心
付近 伴う回折模様 生 こ 中心 相 急激 変化 相
特異点 存在 こ 示 い
3.こ 研究 社会的意義 今後 展開
本研究 成果 円軌道 射 いう自然界 極 一般的 現象 渦
射さ こ 示 い 渦 実験室 人工的 作 出さ 特 あ
いうこ 常識 全 正反対 自然界 様々 場所 遂的 存在 あ
こ 明 そ 渦 自然界 う 役割 果 い
う こ 研究者 考え こ 全 手 新 い研究領域 存在
浮 び上 自然科学研究機構 渦 拓 新 い自然科学 いうテ
分 融合型共 研究 こ 春 さ 今後 研究成果
待
一方 本研究 明 渦 射現象 利用 こ 全 新 い 渦発生装置
開発 可能性 あ こ 渦 利用 研究 可視 中心 比較
的狭い波長範 進 こ 対 円軌道 描 電子 そ 物理的
パ 応 電波 ガン 線 あ 波長域 電磁波 出 こ
こ 現象 応用 こ 渦 あ 波長域 利用 う 物質科
学 幅広い領域 新 い研究 可能性 あ 可視 渦 既 顕
微鏡 空間分解能 向上 利用さ い こうい こ ン ン 用い
Ｘ線顕微鏡 可能 今後 研究 渦 物質 特異 相互作
用 こ わ 分子 構造 観測 新 い手法 開拓さ
4.用語解説 アン
周期的 極性 入 替わ 磁場 発生 高 電子ビ 蛇行運動さ
強力 ン ン 発生 装置
通さ い板 二本 あ 距 い 行 設け ン 渉
実験 用い
5.論文情報
掲載誌：Scientific Reports 論文 イ ：
Helical Phase Structure of Radiation from an Electron in Circular Motion 円軌道 射 螺旋波面構造
著者：
M. Katoh, M. Fujimoto, N. S. Mirian, T. Konomi, Y. Taira, T. Kaneyasu, M. Hosaka, N. Yamamoto, A. Mochihashi, Y. Takashima, K. Kuroda, A. Miyamoto, K. Miyamoto, S. Sasaki
掲載日：2017 7 21日
DOI：10.1038/s41598-017-06442-2
6.研究
分子科学研究所 広島大学 古屋大学 高 速器研究機構 九州 ン ン 研究セン 産業技術総合研究所 東京大学 共 研究
7.研究
文部科学省 子ビ 基盤技術開発
科学研究費補助金 基盤研究B26286081 C26390112 A17H01075
