基本法則から読み解く物理学最前線 Ｘ線の非線形光学―ＳＰｒｉｎｇ‐８とＳＡＣＬＡで拓く未踏領域

目次

第１章　Ｘ線の非線形光学
第２章　Ｘ線と物質の相互作用の基礎
第３章　Ｘ線の散乱の基礎
第４章　基本的なＸ線光学系
第５章　非線形な散乱過程
第６章　長波長領域へのＸ線パラメトリック下方変換
第７章　非線形な吸収過程
第８章　Ｘ線非線形光学の展望
付録

著者等紹介

玉作賢治［タマサクケンジ］
１９９６年東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻博士課程修了、博士（工学）。理化学研究所研究員。２００５年同専任研究員。２００９年科学技術振興機構さきがけ研究者（兼任）（〜２０１３年）。２０１４年理化学研究所チームリーダー。専門はＸ線物理（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

出版社内容情報

　ルビーレーザーの発明から遅れること50年余りで，ついにX線領域でも実用的なレーザーが実現した。しかも，現在世界に2台しかないX線自由電子レーザーの内1台が日本で稼働している。このSACLAを舞台にして世界中の研究者によってX線領域の非線形光学の研究が開始され，その前線は急速に拡大している。本書では立ち上がりつつあるX線非線形光学という新分野の今を紹介している。
　シリーズの思想に沿って，本書は基本的な電磁気学と量子力学といった最小限の予備知識で読破できるように書かれている。一方で専門書であるので本筋の議論は数式を用いて可能な限り誤魔化さずに進めてある。式を追うことで，可視光領域の光学が前提としていた様々な近似が破れるところに，X線特有の現象が現れる様子を見ることができる。またX線の非線形光学は原子物理や光物性そして加速器科学とも境界を接している。これら関係する部分についても簡単な解説を加えて，総合的な理解を助けている。
　読者は本書を通じて大学で習っている教科書的な物理学の上にどのようにX線非線形光学が構築されているか俯瞰し，最先端までの距離を感じられるだろう。

第1章　X線の非線形光学
1.1　歴史的なこと
1.2　X線の非線形光学の面白さ

第2章　X線と物質の相互作用の基礎
2.1　電磁波に対する物質の応答
　　2.1.1　電場とベクトルポテンシャル
　　2.1.2　電流密度と電場の関係
　　2.1.3　分極率
　　2.1.4　非線形な電流の場合
2.2　電流密度の計算
　　2.2.1　電流密度の表式
　　2.2.2　時間に依存する摂動
　　2.2.3　ハミルトニアン
　　2.2.4　1次摂動を受けた波動関数
　　2.2.5　線形な電流密度
　　2.2.6　双極子近似
　　2.2.7　等方的な場合
　　2.2.8　吸収と異常分散補正
2.3　2次の非線形性を持つ電流密度
　　2.3.1　非線形電流を与える行列要素
　　2.3.2　非線形電流密度の計算例
　　2.3.3　2次の非線形分極率
2.4　散乱理論
　　2.4.1　線形過程のファインマン図形
　　2.4.2　2次の非線形過程のファインマン図形
2.5　古典論との対応

第3章　X線の散乱の基礎
3.1　X線の散乱
　　3.1.1　ボルン近似の散乱振幅
　　3.1.2　微分散乱断面積
　　3.1.3　電子による散乱と古典電子半径
　　3.1.4　原子による散乱と原子散乱因子
3.2　結晶による散乱
　　3.2.1　結晶の分極率
　　3.2.2　格子のフーリエ変換と逆格子
　　3.2.3　無限に大きい結晶
　　3.2.4　単位構造のフーリエ変換と結晶構造因子
　　3.2.5　有限サイズの結晶とラウエ関数
　　3.2.6　熱振動の効果
　　3.2.7　格子面と逆格子ベクトル
　　3.2.8　ダイヤモンド型構造の結晶構造因子
3.3　ダーウィン流のX線回折理論
　　3.3.1　ブラッグ反射
　　3.3.2　ダーウィン流の考え方
　　3.3.3　格子面の反射波
　　3.3.4　格子面の透過波
　　3.3.5　結晶の反射率と透過率
　　3.3.6　一般の結晶の場合
　　3.3.7　結晶の反射率曲線
　　3.3.8　ブラッグ反射の幅
　　3.3.9　全反射
3.4　X線の光学理論