2015 Fiscal Year Research-status Report
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15KT0060
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大島 康裕 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (60213708)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | コヒーレント制御 / 遷移状態 / 単分子反応 / チャープパルス / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、基本的な多原子分子における解離や異性化のような単分子反応に関して、遷移状態近傍の振動量子状態を実空間で可視化することを目的とする。本目的の実現のために、分子振動状態を実空間イメージとして明確に捉える実験手法の確立、ならびに、振動基底状態からの直接アクセスが困難な遷移状態近傍の高励起振動状態に存在する分子を選択的かつ高効率で生成する手法の開拓に取り組む。
研究初年度である平成27年度は、分子運動の実空間における明確な可視化法の確立の一環として、分子回転運動の高分解能イメージングを実施した。右もしくは左回りの古典力学的な回転に対応する量子波束を生成し、当研究室で新規に開発したクーロン爆発イメージング観測装置により、波束の時空間発展を追跡した。分子配向分布がピコ秒の時間スケールで刻々と変化する様子を、１度以下の角度分解能で高いS/N比のもとで測定するができ、特に、量子力学的効果である波束の干渉現象を明確に観測することに成功した。さらに、適切に遅延時間をつけたもう１つの励起パルスによって回転運動の加速・減速を行い、対応する量子波束の変化を詳細に追跡することにも成功した。また、より高強度の光パルスを用いることによって、より高励起な回転状態を生成させ、古典力学に特徴的なGlory散乱やRainbow散乱の兆候が表れることも確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究初年度である平成27年度において、分子回転運動の高分解能イメージングを実施し、右もしくは左回りの古典力学的な回転に対応する量子波束における波動性の明確な観測、回転の加速・減速の実現と対応する量子波束の時空間発展の追跡、高励起回転状態における古典力学系特有の兆候の発現の検証、等々を達成することができた。以上の一連の研究を通じて、分子運動の実空間における明確な可視化法の確立へ大きく前進できたと評価できるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規に開発したクーロン爆発イメージング観測装置の活用によって、分子運動の実空間における明確な可視化法の確立については一応の目途が立った状況であるので、今後は、もう１つの目的である高振動励起分子の選択的生成法の確立に注力する。当目的の実現のために、同じく当研究室の独自開発技術である「プログラマブルナノ秒パルス光源」を利用予定である。平成26年度末の研究室の移設に際して、当パルス光源は一旦解体したので、至急に再立ち上げを行う。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画では、東工大への移設前と比べて実験設備の配置が大きく変更されたことから、光学部品等の消耗品を多量に追加することが必要と予想し、支出計画を立案した。実際には当初予定よりも光学部品を節約でき、その分、実際の支出を抑制することができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度より「プログラマブルナノ秒パルス光源」の再立ち上げと改良に本格的に取り組むが、そのためには当初計画よりも光学部品等を若干多めに導入する必要があることが明らかになった。平成27年度に繰り越した分を合算して集中的に投資、再立ち上げの早期実現を図る。
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