理化学研究所　放射光科学研究センター　XFEL研究開発部門
ビームライン研究開発グループ　ビームライン開発チーム
　客員研究員　片山　哲夫　（かたやま　てつお）
（高輝度光科学研究センター　XFEL利用研究推進室　先端光源利用研究グループ　実験技術開発チーム　研究員）

スペイン　Institute de Ciències Fotòniques
　研究員　ルシアーナ・ビーダ（Luciana Vidas）
　研究員　ティモシー・ミラー（Timothy A. Miller）
　教授　サイモン・ウォール（Simon Wall）

デューク大学
　研究員　シエン・ヤン　（Shan Yang）
　准教授　オリバー・ドレール（Oliver Delaire）

SLAC 国立加速器研究所
　研究員　マシュー・ショレ （Matthieu Chollet）
　研究員　ジェームズ・グローニア（James M. Glownia）
　研究員　マイケル・コズィーナ（Michal Kozina）
　研究員　トーマス・ヘネガン（Thomas Henighan）
　研究員　メイソン・ジャン （Mason Jiang）
　研究員　マリアーノ・トリゴ（Mariano Trigo）
　教授　ディビッド・レイス（David A. Reis）

オークリッジ国立研究所
　教授　リン・ボートナー （Lynn A. Boatner）

図1　二酸化バナジウム（VO₂）の室温と高温での結晶構造

図2 二酸化バナジウムのX線散漫散乱強度とX線回折強度の時間依存性

[1] X線自由電子レーザー（XFEL）
X線自由電子レーザーとは、X線領域におけるレーザーのこと。従来の半導体や気体を発振媒体とするレーザーとは異なり、真空中を高速で移動する電子ビームを媒体とするため、原理的な波長の制限はない。ほぼ完全な空間コヒーレント光であり、数フェムト秒（1フェムト秒は1,000兆分の1秒）の超短パルス光である。XFELはX-ray Free Electron Laserの略。

[2] SACLA
理化学研究所と高輝度光科学研究センターが共同で建設した日本で初めてのXFEL施設。科学技術基本計画における五つの国家基幹技術の一つとして位置付けられ、2006年度から5年間の計画で建設・整備を進めた。2011年3月に施設が完成し、SPring-8 Angstrom Compact free electron LAserの頭文字を取ってSACLAと命名された。2011年6月に最初のX線レーザーを発振、2012年3月から共用運転が開始され、利用実験が行われている。諸外国と比べて数分の一というコンパクトな施設の規模にも関わらず､0.1nm以下という世界最短波長のレーザーの生成能力を有する。

[3] 絶縁体-金属相転移
電気を流さない物質（絶縁体）から電気を流す物質（金属）への変化。熱、磁場、光などさまざまな外場によって引き起こされる。

[4] 光誘起超伝導
超伝導は電気抵抗ゼロで電気が流れる現象のこと。光誘起超伝導は、光をトリガーとして超伝導が起こる。

[5] 時間分解X線回折法
X線回折は、X線の波長が物質の構造の周期とマッチしたときに反射される現象を利用して、原子の平均的な位置を調べる手法のこと。時間分解X線回折は、変化している物質の構造をスナップショットのように一瞬を切り出して観察することにより、原子の平均的な動きを調べる手法である。

[6] 時間分解X線散漫散乱法
物質の構造の周期性が崩れたとき、X線回折のシャープなピークの周囲に弱い散乱が現れる。この散乱強度は、原子の平均的な位置からのずれを反映している。時間分解X線散漫散乱は、変化している物質の一瞬を切り出して散乱強度を計測することで個々の原子のランダムな動きを調べる手法のこと。