当 X 射线撞击物质时，电子会从原子中脱离出来，从而导致不稳定的状态。处于不稳定状态的物质松弛到稳定状态，同时进一步发射电子并变形。
这样的过程被称为俄歇过程，它发生在极短的时间内，因此很难观察到细节。不过，这一次，东北大学、芬兰图尔库大学、德国海德堡大学、法国巴黎圣所大学、京都大学、广岛大学、日本理化学研究所、高亮度光子科学研究中心等联合研究团队加入了日本X-在自由电子激光设备 SACLA 中，我们成功捕获了在用 X 射线照射多原子分子后的几十飞秒（10 飞秒是千分之一秒）内完成的超快反应。
在这项研究中，我们观察了用 X 射线照射 Jodomethane 分子的过程，其中甲烷分子中的两个氢原子被碘原子取代。 被 X 射线照射的分子在高能量下变得不稳定，并在发射电子的同时弛豫到低能量的稳定状态。最后，它会分崩离析，电离的原子会弹出，但如果在弛豫期间施加另一束激光束，最后弹出的离子会发生变化。研究小组检测了弹出的离子，并研究了根据激光束的照射时间会发生什么样的变化。然后，发现弛豫过程中的状态存在的时间大约是几十飞秒。我们还发现，这种超快反应不仅涉及俄歇过程，还涉及一种称为原子间库仑弛豫的过程。
用 X 射线照射生物分子会导致分子的破坏，称为辐射损伤，但其机制尚未阐明。如果这一结果有助于阐明放射损伤机制，则有望准确有效地进行放射治疗。
