■会議報告
X-ray DiŠraction Limit Workshop Series Workshop 6``Frontier Science with X-ray Correlation Spectroscopies
using Continuous Sources'' 報告
篠原佑也(東京大学大学院新領域創成科学研究科）

2011年 6 月29, 30 日に Cornell 大学で開催された表記の初日は Don Bilderback (Cornell University) によるワークショップに参加した。本ワークショップは一連のERL， USR に関する講演と， Sol Gruner による検出器にXDL Workshop のうち最後に開催され，後述のように X関する講演から始まった。その後に Mark Sutton により

線光子相関分光法（X-ray Photon Correlation Spector-XPCS のレビュー及び今後の方向性が示された。このレビscopy: XPCS）を中心として，X 線のコヒーレンスを活用

ューはまさに包括的なものであり，実質的にこの後になさした相関法の今後，特に XFEL で得られるコヒーレントれたほぼ全員の発表内容を含んでしまっていた。それだけなパルス X 線ではなく， ERL や USR などから得られるの内容を網羅していることに驚嘆すると同時に，その傘のコヒーレントな連続 X 線をどのように活用するかを主題

下から各自が抜け出さないと健全な発展は見込めないのでの 1 つ に し て 議 論 さ れ た 。 WS6 の オ ー ガ ナ イ ザ ー ははないかとの懸念も同時に抱いたことは否めない。続いてXPCS を文字通り引っ張ってきた Mark Sutton (McGIll

PETRA III での XPCS 実験のビームライン担当をしていUniversity), Simon Mochrie (Yale University) の 2 名と，る Michael Sprung ( DESY ) から PETRA III の状況，研WS の実務を取り仕切っていた Arthur( Cornell

究例の紹介があった。適切な集光光学系の重要性が力説さUniversity ) の計 3 名である。参加者は 40 50 名ほどであれたが，それに関連して実験条件についての議論が活発にった。

なされた。ビームサイズが変わると検出面上でのスペックWall

XPCS は 1991 年に Mark Sutton らによって発表された

ルサイズも変わり，検出器の特性も絡んで単純な議論とは論文（Nature vol. 352, 608610）を嚆矢として進展したならない。明るくて大きな少数のスペックルがいいのか，と一般には認識されている（もっともこの論文では強度相

暗くて小さい多数のスペックルがいいのか，使用 X 線エ関はとられておらず，X線領域でのスペックル観察が主でネルギーなども絡めてこの講演以降，繰り返し議論がなさある）。90年代後半に相次いで APS，ESRF に専用ビームれた。 Cristian Gutt ( DESY ) からは最近提案されて実験ラインが設置され数多くの研究が実施されている。実験を成果が出てきている X-ray Cross Correlation

実施する研究者自身が深く関わった専用の検出器開発が当( XCCA ) が紹介された。原理としては 30 年以上前に小角初より行われてきており，これまでは光源光学系という散乱領域で提案されたものと本質的に変わらないが，コよりも検出器の開発と歩調を合わせて測定対象が広がってヒーレント X 線を用いて最近，短距離秩序の対称性に関Analysis

きている。今後の XPCS の展開に関しても光源だけではする情報が得られている。原理や解析法に関する疑問点ななく検出器の進展が本質的に寄与することは明白であり，ど様々な議論がなされたが，個人的には学部の同級生が院

ほぼ全ての講演の議論において検出器に関する話題が取り生時に数値シミュレーションで示した液体中でのクラス

上 げ ら れ た 。 一 方 こ れ ま で の XPCS の 発 展 に は Mark

ター構造をこの手法と XFEL を組合せて初めて実験的に

Sutton の 影響が 極め て大 きく ，出 席者の 言を 借り れば確認 できつつあることに感銘を受 けた。 Bogdan Sepiol「XPCS の God Father」として本 WS でも終始議論をリー(University of Vienna) による講演は，これまで XPCS がドしていた。また，Sol Gruner (Cornell University) や主に小角 X 線散乱領域の比較的大きな領域のダイナミク

Arthur Wall などの XPCS を実施してはいない Cornell のスに関して実施されてきたのに対して，固体中での原子拡人々から議論の際に様々な観点からの問題提起がなされる散を測定したものであった。結果の妥当性を心配してしまともに意見のとりまとめがなされ，会議全体を通して非常うくらいに S / N が小さい実験ではあるのだが， tracer やに活発に議論がなされた印象がある。各講演では各自が実メスバウアー分光を用いた従来の手法を適用困難な試料へ施してきた研究ではなく，ERL，USR を用いた XPCS にの応用に対する期待を抱かせる内容であった。午前中の最よって将来的に実行可能になる先端的測定サイエンスに後に行われた議論では XCCA の可能性について集中したついて発表するように繰り返し要望されていた。多くの発議論がなされた。

表がこの要望に応えるものとなっていたように筆者には感じられた。

初 日 の 午後 の セ ッ シ ョ ン では ， ま ず Andrei Fluerasu(NSLSII) から NSLS II で建設予定のビームラインにつ278 ● 放射光 Sept. 2011 Vol.24 No.5
(C) 2011 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research放射光ニュース ■ 会議報告

いての紹介があり， Speckle Visibility Spectroscopy を用て，参加者の多くが小角散乱のバックグラウンドを持っていて放射線損傷を抑えた上でダイナミクス解析することのいることから溶液散乱で標準的に用いられているソフトウ重要性や，タンパク質結晶を対象にピーク周辺の Speckle

ェアの類似物を作れないかという議論になったが，XPCSを解析することで，結晶内部のダイナミクスを解析しよう

では処理コンピューターに圧倒的に高い性能が要求されるとする取り組みが紹介された。続いて篠原佑也（東京大学）

ことなどから汎用的に用いることのできるソフトウェアをにより，ソ フトマター の時空間階 層構造解明 に向けた作成するのは難しいのではないかという議論になった。

ERL，USR などを用いた XPCS の展開についての提案がMichael Pierce ( APS ) からは表面 XPCS についての実例出された。背景紹介のところでこれまで取り組んできたタが紹介され，より輝度の高い光源の必要性が強調された。

イヤのゴムへの応用例を簡単に紹介したが，XPCS 初()

2 日 目 の 午 後 の セ ッ シ ョ ン で は ま ず Stephen Kevanの現実社会で用いられている試料への応用例ということで(University of Oregon) から磁気構造とそのダイナミクス

特にこれから施設装置開発の予算をとらなければならなに関する展開についての発表があった。引き続き Karlい人々への受けが極めてよいという思わぬ反響があった。

Ludwig (Boston University) からは非平衡な系への XPCS

また，ESRF, APS で XPCS 実験をしたことのない唯一の応用についての問題提起がなされた。現状でも XPCS は人間としてこれまで SPring-8 において鎖国状態で研究し非平衡な系へも適用されているが，一方で確立した解析手てきており，用いている検出器など全てが異質であったた法は線形応答の枠内に留まっているものが多い。実験手法

めに 多く の質 問 が検 出器 など に 関し て出 され た。 Wesやデータ処理を工夫することで非平衡系のダイナミクスにBurghardt (Northwestern University) からは剪断中剪関する情報も得られているが，より本質的な理解のために断後のダイナミクス研究例が紹介され，XPCS の測定領域は，理論数値シミュレーションを大幅に進展させる必要がレオロジーで重要な空間時間スケールと対応しているがあることが強調された。これに関してはこれまでの経験ことが指摘された。初日の最後には，高繰り返し光源の活から筆者も強く共感する。様々な試料について XPCS をかし方，照射損傷や検出器性能を考慮した際のビームサイ実施すると揺らぎに関する情報が得られるが，揺らぎの時ズコヒーレントフラックスについての意見が交わされた定数を求めただけでは十分ではない。またこれまでに多様が，これらの光学系のデザインが検出器性能に大きく依存なモードのダイナミクスが観察されているが，パラメーすることが改めて確認され，早急な高性能検出器開発の重ターの違いとしてしか現状では解釈できず，それが結果を要性が強調された。

他分野の研究者に共有してもらうための障壁となってい2 日目朝は Sol Gruner から光源側の立場として 20 keV以上の比較的高エネルギーな X 線を用いることによるる。つまり XPCS では結果の解釈に関する研究に未開拓な部分が多く残されているのが現状である。

XPCS 測定上の利点に関する問題提起がなされ，それに基最後に，XPCS が他分野，一般社会にどのようなインパづいて照射損傷，散乱強度などの観点から議論がなされクトを与え得るか，どのような産業応用が可能であるかとた。引き続き Simon Mochrie により高分子や生体膜に関いう問題提起を元に議論がなされたが，筆者の発表で言及する応用例今後の展開への期待が紹介されたが，系によされたゴムへの応用例以外に明示された提案が現状ではでっては近年発展著しい超解像顕微鏡などの他の手法を適切なかったことに様々な意味で衝撃を受けた。全員での議論に 用 い る こ と の 重 要 性 も 強 調 し て い た 。 Larry Lurioの終了後，今後の XPCS の有りよう，特に外部に向けて(Norther Illinois University) からは膜の XPCS についてどのように XPCS を売り出していくか，どのような先端原理と実例が紹介された。 XPCS では短期間に多量の 2的測定があり得るのかに着目したレポートを課され，提出

次元散乱像を取得しているが，検出器だけでなく多量の後に BBQ ディナーとなった。

データを処理するためのハードソフト両面に渡る開発の私 個人と して は ，これ まで 論文 で接 する だけ だっ た

重 要 性 が 改 め て 指 摘 さ れ た 。 Maikel Rheinstadter

XPCS の開拓者第 1 線の研究者の顔を初めて認識する( McMaster University ) は自身の対象が XPCS の領域かことができ，論文には書いていない実験上の技術，今後へら外れているため XPCS については一切しゃべらない，の展望を直に確認できたことは大きな経験となった。Cor-との宣言の後に，脂質膜やタンパク質のダイナミクスにつnell 大 学 の ス タ ッ フ に も 個 別 に 言 わ れ た が ， XPCS はいての紹介がなされた。その後の議論の際にはソフトマ

ERL ， USR などの発展により確実に測定上の恩恵を受ターにおける照射損傷や動的不均一性に対する高次相関関け，さらに XFEL との棲み分けも明白であるため，そこ数を用いた解析の可能性についての意見が交わされた。

で可能になるサイエンスをより明確にできれば，キラーア

Alec Sandy (APS) は長年に渡り APS の 8ID のビームラ

プリケーションとして次世代リング型光源の予算獲得につイン担当者として数多くの XPCS 実験に携わってきた経なげられる可能性が高い。自分自身の研究面だけでなく，験から success, bleeding edge, failure の 3 つに分類して多より広い視野で認識を新たに出来る良い機会となった。

様な実験例可能性が紹介された。ソフトウェアについ放射光 Sept. 2011 Vol.24 No.5 ● 279