Time-dependent coupled-cluster method for strong-field and attosecond science

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05070
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Optical engineering, Photon science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Sato Takeshi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30507091)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 結合クラスター理論 / アト秒科学 / 高次高調波発生

Outline of Final Research Achievements

Experiments using ultrashort and high-intensity laser pulses observe complex phenomena such as bound excitations, multiple ionizations involving electron correlations, so it is extremely difficult to interpret or predict the experiments alone or with incomplete theory. It is indispensable to make rapid progress in accurate theory and calculation methods with reliable prediction.
To solve this problem, in this study, we formulate a time-dependent coupled cluster theory using time-dependent orbital functions and establish a new time-dependent multi-electron theory that simultaneously satisfies polynomial calculation cost, size consistency, and gauge invariance.

Free Research Field

理論化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アト秒科学は光物質科学の最先端として注目を集めているが、実験単独では解釈が極めて難しい. 例えばCalegariらはフェニルアラニン分子に極端紫外X線パルスを照射して一重電離状態の波束を生じさせ, 近赤外プローブによる二重電離収率の振動から超高速電荷マイグレーション (核の動きを伴わない電荷移動) を観測したと報告した [Calegari et al. (2014)]. しかしその根拠 は「核の動きにしては速過ぎる」という消去法的論法に大きく依存している. 本研究では、当該分野が永続的な学問領域として確立し, 実社会に貢献する成果を生み出すために必要な信頼性の高い新理論を確立した。