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分子解離における量子もつれ原子ペア生成ともつれの破れ

研究課題

研究課題/領域番号 15K05381
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

河内 宣之  東京工業大学, 理学院, 教授 (50161873)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードもつれ / 角度相関 / 二電子励起状態 / 角度相関関数 / Lyman-α光子
研究成果の概要

本研究代表者は、二原子分子の解離により、もつれ原子ペアが生成する可能性を理論的に指摘した。その研究によると、もつれの起源は、もつれ原子ペア状態が保有する対称性にある。したがって、この理論の実験的検証は、きわめて重要な課題である。本研究代表者の理論に依れば、その検証は、原子ペアが放出する光子ペアの角度相関測定により可能である。本研究課題では、水素分子(H2, D2,及びHD)の光解離によるLyman-α光子ペアの角度相関関数を測定し、その解析から2p原子ペア状態を同定した。その結果、2p原子ペアは、1重項状態と3重項状態が重なった、もつれ状態にあることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

もつれは、量子力学の根本であり、昨今では、量子計算の資源として盛んに研究が行なわれている。もつれた粒子系を作るためには、高度な制御技術を使用しなければならないと信じられてきた。しかしながら、本研究代表者は、二原子分子が解離すると、それが本来有している対称性のために、もつれた原子ペアが自発的に生成することを理論的に示した。本研究では、水素分子の光解離において、もつれた2p原子ペアが、自発的に生成することを、Lyman-α光子ペアの角度相関測定により実証した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Kassel(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Kassel(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oulu(Finland)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Kassel(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Kassel(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Breaking space-inversion symmetry in the dynamics of the doubly excited Q21Πu(1) state of HD2019

    • 著者名/発表者名
      Hosaka Kouichi、Torizuka Yutaro、Schmidt Philipp、Knie Andre、Ehresmann Arno、Odagiri Takeshi、Kitajima Masashi、Kouchi Noriyuki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 99 号: 3 ページ: 033423-033423

    • DOI

      10.1103/physreva.99.033423

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The observation of the pair of Lyman-α and Lyman-β photons produced in the photodissociation of H22017

    • 著者名/発表者名
      K. Hosaka, Y. Torizuka, P. Schmidt, T. Odagiri, A. Knie, K. Jankala, A. Ehresmann, M. Kitajima and N. Kouchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: Volume 875 ページ: 032002-032002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/875/4/032002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of the Q21Πu(1) state studied from the isotope effect on the cross sections for the formation of the 2p atom pair in the photoexcitation of H2 and D22016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Hosaka, Kennichi Shiino, Yuko Nakanishi, Takeshi Odagiri, Masashi Kitajima, and Noriyuki Kouchi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: Volume 93, Issue 6 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreva.93.063423

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Angular correlation measurements of a pair of Lyman-α photons emitted in the photodissociation of H22015

    • 著者名/発表者名
      K. Hosaka, Y. Nakanishi, R. Kogo, P. Schmidt, Y. Torizuka, K. Shigemura, T. Odagiri, A. Knie, K. Jankala, A. Ehresmann, M. Nakano, Y. Kumagai, K. Shiino, M. Kitajima and N. Kouchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: Volume 635 号: 11 ページ: 112016-112016

    • DOI

      10.1088/1742-6596/635/11/112016

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] HD 分子 2 電子励起状態の崩壊過程2019

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, Philipp Schmidt, Andre Knie, Arno Ehresmann, 小田切丈, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ, 第36回PFシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子解離でもつれ原子ペアが生まれるか?2018

    • 著者名/発表者名
      鳥塚祐太郎,穂坂綱一,Philipp Schmidt,小田切丈,Andre Knie,Kari Jänkälä,Arno Ehresmann,向後陵子,北島昌史,河内宣之
    • 学会等名
      原子衝突学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子の解離で、もつれ原子ペアが作れるか?2018

    • 著者名/発表者名
      河内宣之
    • 学会等名
      「弱値・弱測定、エンタングルメント、量子コヒーレンスの新地平」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素(H2, D2, HD)の光解離により生成する2p原子ペアのもつれと前駆2電子励起状態の対称性2017

    • 著者名/発表者名
      鳥塚祐太郎, 穂坂綱一, Schmidt Philipp, 谷内一史, 小田切丈, Knie Andre,Jänkälä Kari, Ehresmann Arno, 向後陵子, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      日本物理学会, 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] H2の光解離で生成する2p-3p原子ペアの観測2017

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, Philipp Schmidt, 小田切丈, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ, 第34回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素の光解離で生成するLyman-α光子ペアの角度相関 -分子の対称性と解離原子ペアのもつれ-2017

    • 著者名/発表者名
      河内宣之
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸芸術センター
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Are entangled pairs of fragment atoms produced in the photodissociation of H2?2017

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Kouchi
    • 学会等名
      Workshop on Fundamental Aspects of Quantum Mechanics as They Relate to Atomic, Molecular and Optical (AMO) Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水素(H2, HD, D2)の光解離で生成するLyman-α光子ペアの角度相関2016

    • 著者名/発表者名
      鳥塚祐太郎, 穂坂綱一, Schmidt Philipp, 谷内一史, 小田切丈, Knie Andre,Jänkälä Kari, Ehresmann Arno, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 2電子励起水素分子のダイナミクス-H2, HD, 及び D2からの2p原子ペア生成断面積の比較2016

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, Schmidt Philipp, 谷内一史, 小田切丈, Knie Andre,Jänkälä Kari, Ehresmann Arno, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Unexpected isotope effect on the cross section of 2p pair formation in the photoexcitation of H2, D2 and HD2016

    • 著者名/発表者名
      HOSAKA, Kouichi; TORIZUKA, Yutaro; YACHI, Kazufumi; SCHMIDT, Philipp; KNIE, Andre; JANKALA, Kari; EHRESMANN, Arno; ODAGIRI, Takeshi; KITAJIMA, Masashi; KOUCHI, Noriyuki
    • 学会等名
      The 32nd Syposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2電子励起水素分子のダイナミクス 2p原子ペア生成断面積に現れる同位体効果2016

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, 谷内一史, Philipp Schmidt, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 小田切丈, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      日本物理学会, 第71回年会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素分子(H2, HD, 及びD2)の光解離による2p原子ペア生成断面積2016

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, 谷内一史, Philipp Schmidt, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 小田切丈, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] H2およびHD分子の光解離で生成するLyman-α光子ペアの角度相関2015

    • 著者名/発表者名
      鳥塚祐太郎, 穂坂綱一, 谷内一史, Philipp Schmidt, 小田切丈, Andre Knie,Kari Jankala, Arno Ehresmann, 北島昌史, 河内宣之
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Angular correlation measurements of a pair of Lyman-α photons emitted in the photodissociation of H22015

    • 著者名/発表者名
      K. Hosaka, Y. Nakanishi, R. Kogo, P. Schmidt, Y. Torizuka, K. Shigemura, T. Odagiri, A. Knie, K. Jankala, A. Ehresmann, M. Nakano, Y. Kumagai, K. Shiino, M. Kitajima and N. Kouchi
    • 学会等名
      The 29th International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions
    • 発表場所
      Toledo, Spain
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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