医院用于检查的X射线CT设备，可从多个方向拍摄物体的投影图像，从而实现物体内部的三维（3D）可视化。如果使用强力的X射线束同步辐射，则可以实现能够捕捉瞬间变化的“四维X射线CT”（4D：3D +时间）。时间分辨率是表示能在多短的时间内完成拍摄的指标，例如，要实现1毫秒时间分辨率的拍摄，就需要将样本以每分钟3万次的速度高速旋转，所以存在由于离心力导致样本变形，或者样本环境难以控制等问题。
日本东北大学国际放射光创新智能研究中心的矢代航教授率领的研究团队开发出了将同步辐射多光束化为约30束的光学元件、同时捕捉所有投影图像的多光束图像探测器、以及用较少的投影数实现3D可视化的CT重建算法，并在理化学研究所的大型同步辐射设施“SPring-8”中，拍摄了钨丝弯曲的过程。全球首次通过实验成功地实现了时间分辨率为0.5毫秒的4D-X射线CT的原理实证。换算成识别空间细微结构的指标——空间分辨率约为10微米（百万分之一米）。
多光束光学系统配置图（左上）和照片（左下），将同步辐射转换成多光束的光学元件（右）
上述实验成果为大幅度提高以往停留在10毫秒左右的时间分辨率指明了道路。由于可以观测到材料的破坏情况、流体和粘弹性体的行为、以及磨损、焊接、燃烧等不可逆现象，从学术研究到工业应用的广泛领域都有望得到应用。（TEXT：横井Manami）
原文：JSTnews 2023年10月号
翻译：JST客观日本编辑部
