2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23685001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 宗良 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20373350)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 強レーザー場 / 光イオン化 / 分子配列 / イオン化過程 |
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| Research Abstract |
今年度，高強度レーザー場による光イオン化メカニズムの解明の実験を行った。具体的には，昨年度立ち上げた色素レーザーを用い，NO分子の回転温度を計測を行い，２K以下となっていることを確認した。回転温度が充分に冷えていることを確認したので，高強度フェムト秒レーザーパルス（ポンプ光）を種々の分子に照射し，非断熱分子配列を実現させた。イオン化過程を調べるため，分子軸が空間に固定された瞬間に，直線偏光の高強度レーザー場（プローブ光）を照射し，イオン化した。当初の計画では，生成したイオンの状態分布を計測予定であったが，本手法の方が電子運動を直接反映した情報が得られるため，ポンプ―プローブ法によりイオン化過程を調べた。
アセチレン分子C2H2では，分子軸とイオン化光の偏光方向が平行な場合，垂直な場合に比べてイオン化確率が低い結果が得られた。これは，１価イオン，２価イオン両者が生成する場合において同じであった。この振る舞いを明らかにするため，イオン化確率の角度依存性をsin2θと仮定すると，実験結果を再現できた。これは，アセチレンの二つの炭素原子の2pz軌道の線形結合からなる最高被占軌道（HOMO）にある電子波動関数の広がりと対応しており，１価イオンの生成および２価イオンの生成は，主にHOMOから高強度レーザー場によってイオン化していることが明らかとなった。
酸素分子に対しても同様の実験をおこなった。１価イオンの生成では，アセチレンと同様に，HOMO軌道からのイオン化として実験結果を上手く説明できた。しかし，２価イオンの生成に関しては，１価イオンとは異なり，分子軸と偏光方向が平行な場合，垂直な場合に比べてイオン化過程が大きくなる結果が得られた。HOMOからのイオン化ではこの結果を説明できず，HOMO-1，HOMO-2といった内側の軌道からのイオン化過程が重要な役割を果たしていると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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