次期光源施設に関する基本構想

極限光オートノミー探究センター「省エネ小型高輝度放射光源 UVSOR-IV および各種実験ステーション」
コンセプトデザインレポート ver.1.1

Conceptual Design Report for Future Light-Source Facilities:
Research Center for Autonomous Functions by Tailor-Made Photon Science

2023 年 12 月 1 日発行

目次
1. 全体概要 ........................................................... 1
2. 科学目標
2-1 複雑系・不均一系の科学............................................ 6
2-2 時空間ゆらぎによる自律型機能の可視化へ ............................ 8
2-3 光科学の現状と課題：生命分子科学を例に ............................ 92-4 複雑系の光科学：未到の手法開拓と装置開発 ......................... 11
2-5 サイエンスケース：生物系について
2-5-1 概要 ......................................................... 132-5-2 標的事例（エネルギー輸送と代謝）........................... 14

2-5-3 標的事例（液-液相分離） ...................................... 18
2-5-4 標的事例（概日時計） ......................................... 19
2-5-5 バイオ系の手法開拓 ........................................... 21
2-6 サイエンスケース：化学系について
2-6-1 概要 ......................................................... 23
2-6-2 化学反応ダイナミクス ......................................... 24
2-6-3 易損傷試料への対応......................................... 26

2-7 サイエンスケース：量子・物質系について
2-7-1 概要 ......................................................... 27
2-7-2 マクロ材料からナノ・量子材料へ ............................... 29
2-7-3 機能発現の in situ 測定・operando 観察・超高速計測............. 302-8 分野横断型セレンディピティの創出 ................................ 31
3. 計画の学術的意義 .................................................. 33
4. 計画の背景と経緯 .................................................. 38
5. これまでの活動実績 ................................................ 43
6. 戦略性と緊急性 .................................................... 49
7. 若手研究者等の人材育成 ............................................ 62
8. 計画の実施主体 .................................................... 65
9. 共同利用・共同研究体制
9-1 個人研究から協働研究 .......................................... 68
9-2 産学連携 ...................................................... 69
10. 建設地と予算案
10-1 建設候補地 ................................................... 71
10-2 予算措置 ..................................................... 72
11. 光源仕様
11-1 放射光加速器について ........................................... 73

11-2 挿入光源とビームライン ......................................... 85
11-3 レーザー入射器と FEL の拡張計画 ................................. 87
11-4 光源加速器の代替案について ..................................... 88
12 先端分析法仕様
12-1 はじめに ....................................................... 90
12-2 放射光の空間構造・時間構造 ..................................... 91
12-3 光電子分光、光電子顕微鏡 ...................................... 100
12-4 軟 X 線イメージング ............................................ 110
12-4-1 軟 X 線吸収分光・分光イメージング・共鳴散乱 ................. 110
12-4-2 軟 X 線イメージング ......................................... 111
12-4-3 Scanning X-ray Microscopy .................................. 114
12-4-4 Cryo Soft X-ray Tomography ................................. 116
12-5 軟 X 線散乱・発光
12-5-1 軟 X 線共鳴散乱分光 ......................................... 122
12-5-2 軟 X 線発光分光 ............................................. 127
12-6 軟 X 線オペランド分光 .......................................... 132
12-7 軟 X 線磁気円二色性 ............................................ 141
12-8 赤外線分光・イメージング ...................................... 145
12-9 ガンマ線分光 .................................................. 150
12-10 ４重連アンジュレータ光源利用 ................................. 159
13 結言 ............................................................. 162
執筆担当者名一覧 .................................................... 164