高強度レーザー場での原子核の励起

• Project/Area Number: 06805004
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied optics/Quantum optical engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小無 健司 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10250812)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1994: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: レーザー / 原子核励起

Research Abstract

高強度レーザーの発展に伴い、原子内の静電場の大きさに近い強度の電場がレーザーによって作られるようになってきた。この高強度レーザー場中での原子の振る舞いを調べる研究が多く行われている。しかし、原子核に対しては、上記のレーザー場の強度はまだ無視できる程度に小さい。そこで、レーザー場による原子核への直接の影響ではなく、軌道電子を媒介としての影響について考えた。即ち、高強度レーザー場に置かれた原子の軌道電子は、その軌道が定常状態のものから大きく歪められ、やがて電離し離れて行く。この電離が起こるまでの間に、電子が原子核とのクーロン相互作用によりレーザー場のエネルギーを核に受け渡し原子核を励起する過程を考えた。
この過程の理論計算を困難にしている原因は、原子核と原子核系の2つの系を考えなければならないことと、核励起には多くの光子の吸収が必要なことである。そこで、計算の簡略化のためにSpace Translation Transformationの手法を用いた方法を提案した。この方法は、レーザーの周波数に対応した加速度系へ座標変換することによって、ハミルトニアンを簡単化するものであり、この方法を用いれば確率振幅をS-matrix形式の一次の項により比較的容易に計算できる。しかし、この計算方法の適用範囲は、レーザー場の強度が比較的弱い場合に限られる。この方法を用いた計算プログラムを作成し、高強度レーバー場での原子核の励起確率の計算の可能性を検討した。核励起の例として、^<19>FのE2遷移(1/2+→5/2+,190keV)を取りあげ,高強度レーザー場中での遷移確率を、レーザーの強度及び周波数をパラメーターとして計算した。