| Project/Area Number |
23K17149
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Yamada Jumpei 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10845027)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | X線自由電子レーザー / X線ナノ集光 / 非線形光学 / X線ミラー / X線非線形光学 |
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| Outline of Research at the Start |
X線自由電子レーザーの7×7ナノメートル集光とそれに伴う10＾22 W/cm＾2のピーク強度が達成された.可視光域の最先端にも比肩し得るこの超高強度X線レーザー場を用いて，本研究では，多重励起状態原子・分子物理の探索と高次の硬X線非線形光学現象の観測を実施する.具体的には，電子の多重励起が予測される7ナノメートル集光XFEL照射時に基礎とすべき励起状態を決定し，これらの知見を基に硬X線領域の高次非線形光学現象の観測を目指す.世界唯一の極限集光X線レーザーを真に使いこなし，新たな物理現象の探索へと乗り出す.
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| Outline of Final Research Achievements |
Using a newly developed XFEL beam focused to 7×7 nm with a peak intensity of 10^22 W/cm^2, we performed a study for exploring nonlinear X-ray optical phenomena. As a result, we demonstrated the formation of a "fully ionized" state in chromium, in which all electrons were strongly photo-excited. Furthermore, in molybdenum, we achieved the first observation of a hard X-ray three-photon absorption, where three photons simultaneously interacted with a 1s electron.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光の特性に対する非線形応答は，現代の可視光レーザー技術や物理計測技術の中核を成している．X線領域においても非線形光学が開拓されれば，新たなX線分析技術や非線形X線光学デバイスの開発を通じて，科学計測の応用範囲を大きく拡張できる可能性がある。また本研究で得られた成果は，原子・分子物理や高強度場科学の分野における，新たな計測手法としての応用可能性を示している．
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