自由飛行ナノ粒子のフェムト秒X線フーリエホログラフィーイメージング

エアロゾル、準安定粒子、超流動量子系、生きた生物試料などの壊れやすい個々の試料の超高速X線イメージングによって、従来のイメージング法では得られない高分解能情報が得られる。しかし、コヒーレントX線回折イメージングは、本質的に位相が失われるため、構造復元が困難なことが多く、常に一意的に定まるわけではない。今回我々は、ナノクラスターをX線の基準散乱体として用いて相対位相情報をウイルスの回折パターンにエンコードするインフライトホログラフィー法を報告する。得られたホログラムには、1個のウイルスと2個のナノクラスターの明確な三次元マップが含まれており、横方向分解能はシングルショットX線ホログラフィーでは過去最高であった。今回の方法は、ナノスケールの非周期系の超高速X線イメージング向けのホログラフィーの利点を明らかにし、アト秒の時間スケールまでの複雑な電子ダイナミクスの直接観測への道を開くものである。