量子統計理論に基づく暖温高密度物質の物性研究

• 研究課題/領域番号: 21740396
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 北村 光 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60335297)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 暖温高密度物質 / 高強度レーザー / 金属 / 電子励起 / 吸収飽和 / 量子統計理論 / X線自由電子レーザー / 内殻励起 / 呼吸係数 / バンド計算 / 電子状態計算 / 非線形透過 / 電子相関 / 密度行列 / 衝突緩和

研究概要

固体金属に高強度・超短パルスレーザーを照射した際に生成される暖温高密度状態における電子構造、光吸収係数、衝突緩和率などを、量子統計理論に基づいて解析した。具体例として、固体リチウムの内殻電子を真空紫外自由電子レーザーで励起した際、強度1013W/cm2以上で吸収飽和と非線形透過が起こることを示した。また、単純金属の光吸収係数をエネルギーバンド計算に基づいて評価する方法を開発し、固体ナトリウムの紫外からX線領域にわたる光吸収係数を算出した。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid energy-level shifts in metals under intense inner-shell photo excitation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 雑誌名: High Energy Density Physics 巻: 8 号: 1 ページ: 66-66
  • DOI: 10.1016/j.hedp.2011.11.007
  • NAID: 120003779215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Band-gap enhancement in core-excited metals (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 雑誌名: Europhys. Lett 巻: 94 ページ: 27005-27005
  • NAID: 120003103749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Band-gap enhancement in core-excited metals (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 雑誌名: Europhysics Letters 巻: 94 ページ: 270051-6
  • NAID: 120003103749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rate equation for intense core-level photo excitation and relaxation in metals (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys 巻: 43 号: 11 ページ: 115601-115601
  • DOI: 10.1088/0953-4075/43/11/115601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rate equation for intense core-level photoexcitation and relaxation in metals (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 雑誌名: Journal of Physics B : At.Mol.Opt.Phys. 巻: 43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-fast switching of light by absorption saturation in vacuum ultra-violet region (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yoneda, Y. Inubushi, T. Tanaka, Y. Yamaguchi, F. Sato, S. Morimoto, T. Kumagai, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, H. Kitamura, and R. Kodama
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 17 ページ: 23443-23443
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/oe/home.cfm
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple K-shell excitation of lithium clusters : Implications for hollow-atom solids (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 475 ページ: 227-227
  • NAID: 120001493163
  • URL: http://www.elsevier.com/locate/cplett
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple K-shell excitation of lithium clusters : Implications for hollow-atom solids (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 475 ページ: 227-231
  • NAID: 120001493163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-fast switching of light by absorption saturation in vacuum ultra-violet region (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yoneda, Y.Inubushi, T.Tanaka, Y.Yamaguchi, F.Sato, S.Morimoto, T.Kumagai, M.Nagasono, A.Higashiya, M.Yabashi, T.Ishikawa, H.Ohashi, H.Kimura, H.Kitamura, R.Kodama
  • 雑誌名: Optics Express 17 ページ: 23443-23448
  • 査読あり
• [学会発表] Quantum-chemical approach to the phase transitions in expanded fluid metals (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitaraura
  • 学会等名: International Conference of Theoretical and Computational Chemistry
  • 発表場所: ロトルア(ニュージーランド)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Nonlinear transmission of a VUV free-electron-laser pulse through metallic targets (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: International Workshop on Structure and Dynamics of Nano-Objects Using Short Wavelength Radiation
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] 金属中内殻電子の高密度励起にともなうバンドギャップの拡大 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村光
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Rapid energy-level shifts in metals under intense inner-shell photoexcitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: International Workshop on Warm Dense Matter
  • 発表場所: パシフィック・グローブ(アメリカ)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] Rapid energy-level shifts in metals under intense inner-shell photoexcitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: International Workshop on Warm Dense Matter
  • 発表場所: Pacific Grove, California, USA
  • 年月日: 2011-05-08
• [学会発表] X線自由電子レーザーを用いた金属の内殻励起におけるエネルギー準位シフトの理論 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村光
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Simulations of highly excited condensed matter (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: France-Japan Joint Workshop on High Energy Density Science
  • 発表場所: Les Houches, France(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Atomic and cluster physics for warm dense matter (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: UK-Japan Winter School in High Energy Density Science
  • 発表場所: Edinburgh, UK(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] Quantum-chemical approach to the phase transitions in expanded fluid metals (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: International Conference of Theoretical and Computational Chemistry
  • 発表場所: Rotorua, New Zealand
• [学会発表] Nonlinear transmission of a VUV free-electron-laser pulse through metallic targets (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: International Workshop on Structure and Dynamics of Nano-objects using short wavelength radiation
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Simulations of highly excited condensed matter (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: France-Japan Joint Workshop on High Energy Density Science
  • 発表場所: Les Houches, France
• [学会発表] Atomic and cluster physics for warm dense matter (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: 2nd UK-Japan Winter School in High Energy Density Science
  • 発表場所: Edinburgh, United Kingdom
• [学会発表] 真空紫外自由電子レーザーによる金属の高強度内殻励起:吸収端の超高速シフト (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 米田仁紀
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Density-matrix approach to core-level photoexcitation of metals (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: X-Ray Frontiers Workshop
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2010-08-13
• [学会発表] Density-matrix approach to core-level photoexcitation of metals (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: X-Ray Frontiers
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2010-08-13
• [学会発表] X線自由電子レーザーによる金属の高密度内殻励起・緩和過程のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 米田仁紀
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] X線自由電子レーザーによる金属の高密度内殻励起・緩和過程のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 米田仁紀
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Simulation of intense core-level photoexcitation and relaxation in metals irradiated by X-ray free-electron lasers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kitamura
  • 学会等名: 京都大学大学院理学研究科GCOEシンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-02-15
• [学会発表] Core-level photoexcitation of metals by intense XFEL : Quantum kinetics and nonlinear photonics (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: X-ray Science in the 21st Century
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
• [学会発表] Simulation of intense core-level photoexcitation and relaxation in metals irradiated by X-ray free-electron lasers (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kitamura
  • 学会等名: 京都大学GCOEシンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 高密度内殻励起したホロー原子固体の電子構造と安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 米田仁紀
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 高密度内殻励起したホロー原子固体の電子構造と安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 米田仁紀
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [備考]
  • URL: http://statphys.scphys.kyoto-u.ac.jp/~kitamura/