2015 Fiscal Year Research-status Report
レーザー支援電子運動量分光の開発による光と物質の相互作用の研究
| Project/Area Number |
15K13615
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
高橋 正彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80241579)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 化学物理 / 原子・分子物理 / 電子線散乱 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、研究代表者らが世界で初めて開発した時間分解電子運動量分光技術を、レーザー電場下の原子分子を対象とする「レーザー支援電子運動量分光」へと展開し、強い光子場の中での原子分子の電子構造と電子波動関数の立体的形状を観察する手法として開発・確立することである。これにより、近年のレーザー技術の進展でもたらされた新しい形の「光と物質の相互作用」の本質的理解に挑み、さらには化学反応や物質変換の光制御という応用面に資する基礎的概念の構築を試みる。
上記の目的に向けて、本研究計画初年度の平成27年度は、実験的基盤となる時間分解電子運動量分光装置が耐震補強工事の残置装置となり平成27年12月まで稼働不可能であった現実を踏まえて、情報収集を精力的に行い、試作や開発を要する設備の検討・デザインを図った。具体的には、ドレスト状態生成のための800nm レーザー光用の本研究に特化した、シリンドリカル型集光レンズの設計を行った。次年度に整備を行う。また、連携研究者の山崎優一（東北大）と大学院生１名は、流体力学シミュレーションを重ねて、本研究に特化した分子線源の設計・試作を行った。従前と比較して数倍の分子線強度が得られる予定である。他方、研究協力者のYuri Popov（モスクワ大）およびKonstantin Kouzakov（モスクワ大）は、実験の最適条件を見出すための種々の散乱断面積計算を行うと共に、レーザー支援電子運動量分光理論の分子系への拡張の準備を開始した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画は、新規分光法の開発に大きなウエイトを置くため、応募申請書では研究計画期間3年の初年度は、試作や開発を要する設備の検討・デザインを図ることを予定した。この研究計画に沿って、本研究に特化したシリンドリカル型集光レンズや大強度分子線源等の整備を図った。従って、本研究計画全体に対するこれまでの達成度は、本研究計画の応募申請書と相違なく、おおむね順調に進展していると判断できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の成果を踏まえて、本研究計画2年目となる平成28年度では、予備的なレーザー支援電子運動量分光実験を開始する。具体的には、He原子を対象として、エネルギー分解能、信号強度、及びポンプ・プローブ時間分解能の3 つの実験条件の最適化を図る。一方、Popov と Kouzakov は散乱理論の分子系への拡張を進める。これらの成果を踏まえ、本研究計画最終年度の平成29年度に、レーザー支援電子運動量分光実験を本格的に開始する。
|
| Causes of Carryover |
本研究は、研究代表者が有する時間分解電子運動量分光装置を転用して行うが、東日本大震災に伴う建物耐震補強工事のため、平成27年10月まで当該装置を使用することができず、また当該装置を残置していたためターボ分子ポンプコントローラーや高圧電源の電子基板が湿気により稼働しなくなる等の復旧が必要であった。この理由により、主として、資料収集とシミュレーションによる必要設備の設計を図った。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度の成果を踏まえ、本研究に特化したシリンドリカル型集光レンズや分子線源の制作・整備を平成28年度に行う。
|
