2012 Fiscal Year Research-status Report
赤外線レーザーの付加による原子・分子高速過程の制御の理論研究
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24540421
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
トン ショウミン 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80422210)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強レーザー / アト秒軟Ｘ線 / 高次高調波 / 電離過程 / ＧＰＵ化 |
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| Research Abstract |
１．平成２４年度の研究実施計画の通り、先ず、従来ＣＰＵ用の時間発展Schrodinger方程式の直接解法の計算コードをＧＰＵクラスターで使えるように計算コードを書き換えた。その上に、従来には電離された電子を計算精度よくないVolkov状態で描写されたが、本件研には離された電子を計算精度より高いCoulomb Volkov状態で描写された計算コードを開発した。この改善による、今ＧＰＵ用の計算コードで従来１２コア、二日の計算は４ノードの１６個ＧＰＵで１時間以内にできた。この計算コードで赤外線によるアト秒パルス軟Ｘ線の吸収とアト秒の到着時間の関係の実験を解明だった。アリゾナ大学実験グループとの共同研究結果は物理分野に有名な科学雑誌Physical Review Lettersに発表された。
２．近年、波長が長い強レーザーの開発に伴う、新しい実験観測が報告されたが、たくさんの現象は従来の理論で解釈できなかった。本研究は従来のLength Gaugeの計算方法をVelocity Gauge に書き換えて、ＧＰＵクラスタで計算できるようになった。この計算方法による、電離された電子の運動量分布と波長の関係を短い波長(200 nm)から長い波長（2000 nm）まで系統的な研究して、アメリカのColorado大学のM. Murnane 教授（アメリカ科学院の院士である）の実験グループで観測した現象を解明した。共同研究結果はPhysical Review Lettersに発表された。
３．数値計算で強レーザー場における水素分子イオンより生成した３次高調波には異常な変化が見つかった。具体的にいうと、レーザー偏光と分子軸のなす角による、ある角度には３次高調波なくなった。その原因を干渉の過程で解明した。その研究結果は科学雑誌 Physical Review A に発表された。
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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
（１）筑波大学の計算科学センターのＧＰＧＰＵの導入による、大量の大規模な計算は可能になった。
（２）国際共同研究者から最新実験結果の提供。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）平成２４年度に購入した最新ＧＰＵ（Kepler 20）加速計算器で今のＧＰＵ用の計算コートを改善して、Ｋ２０を有効利用の計算コートを書き換える。
（２）Ｋ２０を有効利用の計算コートで大規模計算による、中赤外線における電離過程を解明することを行う。
（３） フェト秒赤外線レーザーとアト秒の軟Ｘ線の時間遅延の方法による、フェト秒レーザーの幅により長い振動周期観測可能の方法を探索して、実験と共同研究で新しい実験方法を探索する。この研究には長い時間発展の計算を行いと、いけない。大規模な計算が必要である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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