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2008 Fiscal Year Annual Research Report

超高速水素マイグレーション

Research Project

Project/Area Number 19002006
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山内 薫  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (40182597)

Keywords水素移動 / 強光子場 / 超高速化学 / 化学反応動力学
Research Abstract

本年度は、超高速水素マイグレーション過程を実時間追跡するため、高強度搬送波位相制御高繰り返しフェムト秒レーザーシステムを導入した。最終出力で搬送波位相が制御できることを確認した。そして、3mJの出力を用いて、ホローファイバーパルス圧縮器を通すことにより、サブ10fs、2mJの出力を得ることに成功し、波長可変数サイクルパルスを発生させるために必要である光パラメトリック増幅器の製作および性能評価を完了した。さらに、既存のフェムト秒レーザーシステムを用い、アレンおよびメチルアセチレンについて、コインシデンス運動量画像計測を行い、強光子場中において水素原子が非常に高速に動くことを確認した。レーザーパルス波形整形装置の構築も完了し、アレンおよびメチルアセチレンにおける水素マイグレーション過程の最適制御実験を行った。また、光電場内電子散乱法を実現するための課題となっていた電子線強度の向上を目指して、光電陰極型超短パルス電子銃を新たに設計・製作した。製作した電子銃について電子線軌道シミュレーションを行った結果、従来の電子銃よりも輝度で約20倍、背景信号とのコントラスト比で約400倍の向上が見込まれ、光電場内電子散乱法の実現に十分な性能を持つことを示した。一方、メタノール等の多原子分子を多配置波動関数法で扱う場合に、水素原子核(プロトン)の運動を軌道関数によって、そして、重原子をCIベクトルによって記述する理論の枠組みを新たに提案した。その結果、二原子分子の電子ダイナミクスの計算のために使われてきた方法論が、プロトンの分子内運動を含めた分子ダイナミクスの計算に使うことが出来ることを示した。また、多原子分子を扱う際に必要となる「制限されたCI計算」のためのサブルーチンを構築し、その有効性をN_2分子の電子基底状態を計算することによって示した。

  • Research Products

    (39 results)

All 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (34 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Ultrafast hydrogen migration in allene in intense laser fields : Evidence of two-body Coulomb explosion2009

    • Author(s)
      H. Xu, T. Okino, K. Yamanouchi
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 469

      Pages: 255-260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Attosecond nonlinear Fourier transformation spectroscopy of CO_2 in extreme ultraviolet wavelength region2008

    • Author(s)
      T. Okino, K. Yamanouchi, T. Shimizu, R. Ma, Y. Nabekawa, K. Midorikawa
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 129

      Pages: 161103-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient ejection of H_3^+ from hydrocarbon molecules induced by ultrashort intense laser fields2008

    • Author(s)
      K. Hoshina, Y. Furukawa, T. Okino, K. Yamanouchi
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 129

      Pages: 104302-1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intense laser-induced decomposition of mass-selected 2-, 3-, and 4-methylaniline cations2008

    • Author(s)
      R. Itakura, T. Tanaka, M. Kuwata, H. Suzuki, K. Yamanouchi
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 462

      Pages: 27-30

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イオントラップSWIFT質量分析法による強光子場中でのシクロヘキサン由来のイオン種の解離反応の追跡2009

    • Author(s)
      蹄家令果, 後藤晃宏, 渡辺勇輔, 山内薫
    • Organizer
      日本化学会第89春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス、千葉
    • Year and Date
      20090327-30
  • [Presentation] イオントラップSWIFT質量選別装置の開発と強光子場中の分子イオン種の解離反応過程2009

    • Author(s)
      渡辺勇輔, 蹄家令果, 山内薫
    • Organizer
      日本化学会第89春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス、千葉
    • Year and Date
      20090327-30
  • [Presentation] 強レーザー場によるメタノールカチオンの解離-GO法を用いた分子動力学計算-2009

    • Author(s)
      中井克典, 加藤毅, 河野裕彦, 山内薫
    • Organizer
      日本化学会第89春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス、千葉
    • Year and Date
      20090327-30
  • [Presentation] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules : New frontiers in attosecond intense laser science2009

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      237th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, U.S.A
    • Year and Date
      20090322-26
  • [Presentation] Dissociation dynamics of mass selected molecular ions in intense laser fields by quadrupole ion trap SWIFT spectrometry2009

    • Author(s)
      R. Kanya, Y. Watanabe, A. Gotoh, K. Yamanouchi
    • Organizer
      The 1st Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      20090211-13
  • [Presentation] Ab initio description of electronic dynamics in molecules interacting with intense laser fields2009

    • Author(s)
      Tsuyoshi Kato
    • Organizer
      The 1st Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      20090211-13
  • [Presentation] Theoretical investigation of dissociation dynamics of methanol dications in intense laser fields by Geographical Orienteering method2009

    • Author(s)
      K. Nakai, T. Kato, H. Kono, K. Yamanouchi
    • Organizer
      The 1st Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      20090211-13
  • [Presentation] Ultrafast mapping of hydrogen migration in allene in intense laser fields2009

    • Author(s)
      H. Xu, T. Okino, K. Yamanouchi
    • Organizer
      The 1st Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      20090211-13
  • [Presentation] 強光子場中における分子の電子状態の記述と核軌跡の効率的計算手法2009

    • Author(s)
      加藤毅
    • Organizer
      スーパーコンピューターワークショップ2009"次世代理論科学の新展開と超並列計算への挑戦"
    • Place of Presentation
      分子科学研究所岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • Year and Date
      20090119-21
  • [Presentation] New frontiers in intense laser-field molecular science : Ultrafast hydrogen migration2009

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Meeting on Frontiers of Physics 2009
    • Place of Presentation
      Awana Genting Highlands Malaysia
    • Year and Date
      20090112-16
  • [Presentation] Ultrafast hydrogen migration in methanol and allene in intense laser fields2009

    • Author(s)
      T. Okino, H. Xu, K. Yamanouchi
    • Organizer
      Asian International Symposium-Physical Chemistry, the 89th Annual Meeting of CSJ
    • Place of Presentation
      Nihon University Funabashi Campus, Japan
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] 強光子場中におけるアレンおよびメチルアセチレンの超高速水素マイグレーション2009

    • Author(s)
      沖野友哉, Huailiang Xu, 渡部愛理, 山内薫
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学池袋キャンパス東京
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] イオントラップSWIFT質量分析法による強光子場中の分子イオン種の解離反応追跡2009

    • Author(s)
      歸家令果, 渡辺勇輔, 後藤晃宏, 山内薫
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学池袋キャンパス東京
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] 強光子場科学のフロンティア2009

    • Author(s)
      山内薫
    • Organizer
      第一回超高速時間分解光計測研究会(財団法人光科学技術研究振興財団主催)
    • Place of Presentation
      浜松名鉄ホテル、浜松
    • Year and Date
      2009-03-05
  • [Presentation] Ultrafast hydrogen migration of hydrocarbon molecules in intense laser fields2008

    • Author(s)
      T. Okino
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 7(ISUISLS 7)
    • Place of Presentation
      Kyoto Garden Palace, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20081124-28
  • [Presentation] Time-dependent multiconfiguration theory for molecular dynamics : Elucidation of hydrogen migration mechanism in hydrocarbon molecules2008

    • Author(s)
      T.Kato, K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 7(ISUISLS 7)
    • Place of Presentation
      Kyoto Garden Palace, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20081124-28
  • [Presentation] Ultrafast Hydrogen Migration in Methanol Dictation : Molecular Dynamics Calculation by GO Method2008

    • Author(s)
      K. Nakai, T. Kato, H. Kono, K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 7(ISUISLS 7)
    • Place of Presentation
      Kyoto Garden Palace, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20081124-28
  • [Presentation] Ultrafast hydrogen migration in allene in intense laser fields2008

    • Author(s)
      H. Xu, T. Okino, K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 7(ISUISLS 7)
    • Place of Presentation
      Kyoto Garden Palace, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20081124-28
  • [Presentation] Fragmentation dynamics of mass-selected molecular ions in intense laser field by quadrupole ion-trap SWIFT spectroscopy2008

    • Author(s)
      Y. Watanabe, R. Kanya, K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 7(ISUISLS 7)
    • Place of Presentation
      Kyoto Garden Palace, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20081124-28
  • [Presentation] New Frontiers in Attosecond Intense Laser Science : Ultrafast Hydrogen Migration in Hydrocarbon Molecules2008

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      4th Asian Symposium on Intense Laser Science (ASILS4)
    • Place of Presentation
      Advanced PhotonicsResearch Institute, Gwangju, Korea
    • Year and Date
      20081103-06
  • [Presentation] Development of GO method : Algorithm for an efficient first-principles molecular dynamics2008

    • Author(s)
      K. Nakai, T.Kato, H. Kono, K. Yamanouchi
    • Organizer
      4th Asian Symposium on Intense Laser Science (ASILS4)
    • Place of Presentation
      Advanced PhotonicsResearch Institute, Gwangju, Korea
    • Year and Date
      20081103-06
  • [Presentation] 第二回分子科学討論会2008

    • Author(s)
      中井克典、加藤毅、河野裕彦、山内薫
    • Organizer
      統計平均を効率的に得るab initio分子動力学GOアルゴリズムの開発
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] Two-body Coulomb cxplosion and ultrafast hydrogen migration in allene2008

    • Author(s)
      Xu Huailiang, 沖野友哉, 山内薫
    • Organizer
      第二回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] 強光子場中にある水素分子の電子ダイナミクスの時間依存多配置波動関数理論による解析2008

    • Author(s)
      加藤毅, 河野裕彦, 中井克典, 山内薫
    • Organizer
      第二回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] イオントラップSWIFT質量選別装置の開発と強光子場反応実験への志用2008

    • Author(s)
      渡辺勇輔, 蹄家令果, 山内薫
    • Organizer
      第二回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] コインシデンス運動量画像法を用いたメチルアセチレンの超高速水素ダイナミクス2008

    • Author(s)
      渡部愛理, Xu Huailiang, 沖野友哉, 山内薫
    • Organizer
      第二回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] 質量選別運動量画像法による強光子場中のメタンのクーロン爆発過程の研究2008

    • Author(s)
      三浦瞬, 沖野友哉, 山内薫
    • Organizer
      第二回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡
    • Year and Date
      20080924-27
  • [Presentation] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules in intense laser fields2008

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      Topical Problems of Nonlinear Wave Physics(NWP-2008)
    • Place of Presentation
      Nizhny Novgorod, Russia
    • Year and Date
      20080720-26
  • [Presentation] Ultrafast Hydrogen Migration in Molecules in Intense Laser Fields : New Frontiers in Attosecond Chemistry2008

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      17th International Laser Physics Workshop(LP HYS' 08)
    • Place of Presentation
      Trondheim, Norway
    • Year and Date
      20080630-0704
  • [Presentation] Ultrafast Hydrogen Migration in Molecules in Intense Laser Fields2008

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      8th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
    • Place of Presentation
      Komaba Research Campus, the University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      20080407-11
  • [Presentation] New Frontiers in Attosecond Intense Laser Science : Ultrafast Hydrogen Migration in Hydrocarbon Molecules2008

    • Author(s)
      K. Yamanouchi
    • Organizer
      International Symposium on Advanced Photon Science
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      2008-12-01
  • [Presentation] 強光子場環境での反応ダイナミクス2008

    • Author(s)
      山内薫
    • Organizer
      平成20年度日本分光学会年次講演会特別シンポジウム「分子の分光・反応・理論の先端境界領域における新展開」
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール、仙台
    • Year and Date
      2008-11-09
  • [Presentation] New Frontiers in Ultrafast Intense Laser Science : Ultrafast Hydrogen Migration in Hydrocarbon Molecules2008

    • Author(s)
      山内薫
    • Organizer
      電子科学研究所学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学電子科学研究所、札幌
    • Year and Date
      2008-09-05
  • [Presentation] 強光子場における水素マイグレーションのアト秒ダイナミクス2008

    • Author(s)
      山内薫
    • Organizer
      ナノ量子エレクトロニクスセミナー
    • Place of Presentation
      東京大学先端技術研究センター、東京大学駒場キャンパス
    • Year and Date
      2008-05-27
  • [Book] Progress in Ultrafast Intense Laser Science IV2009

    • Author(s)
      K. Yamanouchi, A. Becker, R. Li. S.L. Chin, editors
    • Total Pages
      266
    • Publisher
      Springer-Verlag

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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