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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Ab initio simulation study on attosecond photoemission delay

Research Project

Project/Area Number 16H03881
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石川 顕一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70344025)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 健  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30507091)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords光電子放出遅延 / 第一原理計算 / 自由電子レーザー
Outline of Annual Research Achievements

我々は、高強度超短光パルスと原子・分子の相互作用を第一原理的に計算できる様々なシミュレーション手法を開発し、世界を先導する成果をあげてきている。イタリアのトリエステにある極紫外自由電子レーザーFERMI(フェルミ)は、世界で唯一、時間コヒーレンスを持つパルスを発生できる自由電子レーザーである。この特長を活かして、異なる2波長の極紫外パルス(2色パルス)を同時に発生し、それらの遅延時間(または相対位相)をスキャンすることで、原子・分子のイオン化過程をコヒーレント制御する様々な実験が行われている。本研究では、特に、極紫外パルスによるNe原子のイオン化で発生する光電子の放出角度分布のコヒーレント制御実験に着目し、その過程を第一原理計算で研究した。手法としては、我々のグループが独自に開発した、全電子波動関数を様々な電子配置の線形結合として表現する時間依存完全活性空間自己無撞着場(TD-CASSCF)法を用いた。FERMIで行われた実験と同じ波長の2色パルスの相対位相を様々に変えながら角度分解光電子スペクトルを計算した。角度分解光電子スペクトルの計算には、我々が最近多電子系に対して世界で初めて数値計算コードとしての実装に成功した時間依存表面フラックス(tSURFF)法を用いた。実験と同様に得られた光電子角度分布をルジャンドル多項式で展開し、その展開係数の相対位相に依存する振動を実験と比較したところ、ぴったりと一致する結果が得られた。光電子角度分布の相対位相依存性は、部分波の位相のずれに関する情報を含んでおり、そこから光電子放出遅延時間を抽出することができた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 10 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] フェルミ自由電子レーザー/エレットラシンクロトロン(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      フェルミ自由電子レーザー/エレットラシンクロトロン
  • [Int'l Joint Research] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      モスクワ大学
  • [Journal Article] High-order harmonic generation enhanced by laser-induced electron recollision2019

    • Author(s)
      Li Yang、Sato Takeshi、Ishikawa Kenichi L.
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 99 Pages: 043401-1~5

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.99.043401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gauge invariance beyond the electric dipole approximation2018

    • Author(s)
      Anzaki Ryoji、Shinohara Yasushi、Sato Takeshi、Ishikawa Kenichi L.
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 98 Pages: 063410-1~8

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.98.063410

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Time-dependent wave function-based methods for intense laser-driven multielectron dynamics in atoms and molecules2019

    • Author(s)
      Takeshi Sato
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Electronic and Structural Dynamics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Real-time simulations of electron dynamics in strong laser fields2018

    • Author(s)
      Kenichi L. Ishikawa
    • Organizer
      International Workshop on Frontiers in Lasers and Applications (FLA2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time-dependent optimized coupled-cluster method for intense laser-driven multielectron dynamics2018

    • Author(s)
      Takeshi Sato
    • Organizer
      7th JCS (Japan-Czech-Slovak) Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Coherent control with bichromatic extreme-ultraviolet free-electron-laser pulses2018

    • Author(s)
      Kenichi L. Ishikawa
    • Organizer
      The 9th Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR9)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] First-principles simulation methods for multielectron dynamics in ultrashort intense laser fields2018

    • Author(s)
      Kenichi L. Ishikawa
    • Organizer
      International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Application of time-dependent multiconfiguration and coupled-cluster methods to intense-laser driven multielectron dynamics in atoms and molecules2018

    • Author(s)
      Takeshi Sato
    • Organizer
      The 9th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (9th AWCXR)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 実時間第一原理計算で探る高強度レーザー場と原子・分子の相互作用2018

    • Author(s)
      石川顕一
    • Organizer
      日本コンピュータ化学会2018秋季年会
    • Invited
  • [Presentation] Real Time Simulations of Electron Dynamics in Strong Lalser Fields2018

    • Author(s)
      Kenichi L. Ishikawa
    • Organizer
      The 10th International Conference on Photonics and Applications (ICPA-10)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time-dependent wavefunction-based methods for intense laser-driven multielectron dynamics2018

    • Author(s)
      Takeshi Sato
    • Organizer
      The International Symposium on Ab Initio Electron Dynamics Simulations (AIEDS18)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time-dependent multiconfiguration and coupled-cluster methods for intense-laser driven multielectron dynamics2018

    • Author(s)
      Takeshi Sato
    • Organizer
      Super-Intense Laser-Atom Physics international workshop (SILAP)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 2色極端紫外レーザーによるHe及びNe原子の 光電子角度分布のコヒーレント制御2018

    • Author(s)
      トゥグス オユーンビレグ
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
  • [Presentation] 2色極端紫外レーザーによるHeおよびNe原子の光電子角度分布のコヒーレント制御2018

    • Author(s)
      トゥグス オユーンビレグ
    • Organizer
      2018年 第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Coherent control of photoelectron angular distribution of He and Ne atoms by bichromatic extreme ultraviolet laser2018

    • Author(s)
      Oyunbileg Tugs
    • Organizer
      The 9th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (9th AWCXR)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Progress in Ultrafast Intense Laser Science XIV2018

    • Author(s)
      Takeshi Sato, Yuki Orimo, Takuma Teramura, Oyunbileg Tugs, Kenichi L. Ishikawa
    • Total Pages
      29
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-3-030-03786-4
  • [Remarks] 東京大学大学院工学系研究科石川研究室

    • URL

      https://www.atto.t.u-tokyo.ac.jp

URL: 

Published: 2019-12-27  

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