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ハイブリッド運動量相関計測による多原子分子X線誘起超高速ダイナミクスの解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 19H04392
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

福澤 宏宣  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40541834)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード運動量相関計測 / 自由電子レーザー / ポンプ・プローブ計測
研究開始時の研究の概要

分子にX線のような高エネルギー光パルスを照射すると、様々な反応がフェムト秒スケールの時間内におこり、多数のイオンや電子が放出される。一連の過程を解明することが出来ればX線誘起反応を制御することにつながると期待される。本研究の目的は、分子にX線を照射することで超高速で起こる一連の過程を明らかにするとともに、X線誘起反応の制御を目指し、基礎研究分野における新しい展開から応用研究分野における基盤技術の確立することである。このために、複数の運動量相関計測法と解析法を組み合わせた、ハイブリッド運動量相関計測を確立する。

研究実績の概要

分子にX線のような高エネルギー光パルスを照射すると、様々な反応がフェムト秒スケールの時間内におこり、多数のイオンや電子が放出される。一連の過程を解明することが出来ればX線誘起反応を制御することにつながると期待される。本研究課題では、分子にX線を照射することで超高速で起こる一連の過程を明らかにするとともに、X線誘起反応の制御を目指し、基礎研究分野における新しい展開から応用研究分野における基盤技術を確立することを目的とし、複数の運動量相関計測法と解析法を組み合わせた、ハイブリッド運動量相関計測を確立することを目指した。
多原子分子を標的とする実験に先立ち、希ガス原子を標的試料とした電子・イオン同時計測実験を実施した。原子を標的とするのは、分子の場合には運動量測定が必要となるため電子とイオンを同時計測するためには、本研究課題で開発する新装置が必要であるのに対して、原子はクーロン爆発をしないため、従来の電子運動量分光装置に運動量分解能を持たないイオン測定器を装着するのみで測定できるためである。電子とイオンを同時に検出することには成功したが、実験施設のデータストレージの不備により、測定データを保存することが出来なかった。
また、複数のイオンの運動量相関を求める解析法を確立した。本解析法は、電子とイオンの相関解析にも応用できるものである。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] トゥルク大学/オウル大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ゲーテ大学/DESY(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] トリエステ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ルンド大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Multi-particle momentum correlations extracted using covariance methods on multiple-ionization of diiodomethane molecules by soft-X-ray free-electron laser pulses2020

    • 著者名/発表者名
      You Daehyun、Fukuzawa Hironobu、Luo Yu、Saito Shu、Berholts Marta、Gaumnitz Thomas、Huttula Marko、Johnsson Per、Kishimoto Naoki、Myllynen Hanna、Nemer Ahmad、Niozu Akinobu、Patanen Minna、Pelimanni Eetu、Takanashi Tsukasa、Wada Shin-ichi、Yokono Naomichi、Owada Shigeki、Tono Kensuke、Yabashi Makina、Nagaya Kiyonobu、
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 5 ページ: 2648-2659

    • DOI

      10.1039/c9cp03638e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] X-ray induced ultrafast dynamics in atoms, molecules, and clusters: experimental studies at an X-ray free-electron laser facility SACLA and modelling2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuzawa Hironobu、Ueda Kiyoshi
    • 雑誌名

      Advances in Physics: X

      巻: 5 号: 1 ページ: 1785327-1785327

    • DOI

      10.1080/23746149.2020.1785327

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probing gaseous molecular structure by molecular-frame photoelectron angular distributions2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuzawa Hironobu、Yamada Syuhei、Sakakibara Yuta、Tachibana Tetsuya、Ito Yuta、Takanashi Tsukasa、Nishiyama Toshiyuki、Sakai Tsukasa、Nagaya Kiyonobu、Saito Norio、Oura Masaki、Stener Mauro、Decleva Piero、Ueda Kiyoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 151 号: 10 ページ: 104302-104302

    • DOI

      10.1063/1.5115801

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] X-Ray-Induced Electronic And Structural Dynamics In CH2BrI Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      H. Fukuzawa, S. Saito, D. You, Y. Luo, M. S. Schoeffler, A. Niozu, F. Trinter, K. Fehre, N. Yokono, S. Owada, T. Katayama, K. Tono, M. Yabashi, N. Kishimoto, K. Nagaya, and K. Ueda
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Intense Short Wavelength Processes in Atoms and Molecules (ISWAMP)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigations of X-ray-induced electronic and structural dynamics in CH2BrI molecules2019

    • 著者名/発表者名
      H. Fukuzawa, S. Saito, D. You, Y. Luo, M. S. Schoeffler, A. Niozu, F. Trinter, K. Fehre, N. Yokono, S. Owada, T. Katayama, K. Tono, M. Yabashi, N. Kishimoto, K. Nagaya, and K. Ueda
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXXI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線自由電子レーザーを用いた気相分子の X線誘起超高速ダイナミクスの研究2019

    • 著者名/発表者名
      福澤宏宣
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線自由電子レーザーで誘起されるCH2BrIの分子動力学の研究2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 周, 福澤 宏宣, You Daehyun, Luo Yu, Schoffler Markus, 仁王頭 明伸, Trinter Florian, Fehre Kirian, 横野 直道, 大和田 成紀, 片山 哲夫, 登野 健介, 矢橋 牧名, 岸本 直樹, 永谷 清信, 上田 潔
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Research about dynamics in CH2BrI molecule induced by X-ray freeelectron laser2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 周, 福澤 宏宣, You Daehyun, Luo Yu, Schoffler Markus, 仁王頭 明伸, Trinter Florian, Fehre Kirian, 横野 直道, 大和田 成紀, 片山 哲夫, 登野 健介, 矢橋 牧名, 岸本 直樹, 永谷 清信, 上田 潔
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-01-27  

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