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Time-dependent rovibronic wavefunctions of diatomic molecules

研究課題

研究課題/領域番号 21K04990
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

LOETSTEDT ERIK  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80632984)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードレーザー分子相互作用 / 多配置手法 / 時間依存シュレーディンガー方程式 / TDSE / Multiconfig. methods / Many-particle dynamics / Strong-field chemistry / Diatomic molecules / Numerical methods / Strong laser field / Particle correlation / Strong-field science / Laser-matter interaction
研究開始時の研究の概要

I aim to develop an approximate method for the solution of the time-dependent Schroedinger equation which can describe the time-dependent dynamics of molecules interacting with intense laser pulses. All three molecular degrees of freedom (electronic, vibrational and rotational) are included in the theoretical formulation. The proposed approach will enable the simulation of the time-dependent motion of molecules simultaneously rotating, vibrating, and being electronically excited in an intense laser field.

研究成果の概要

本研究プロジェクトにおいて、時間依存多配置法が、強いレーザー場に照射された気相分子のシミュレーションに使用できることを実証した。そして、三つの異なるタイプの分子励起過程、すなわち、電子励起、振動励起、回転励起のすべてを時間依存多配置法によって記述できることを示した。原理実証の最初のデモンストレーションとして、数サイクルの強いレーザーパルスにさらされた水素分子イオンのダイナミクスを計算した。電子励起と回転励起の過程を計算し、得られた結果を参照手法で得られた結果と比較することによって、時間依存多配置法が分子の時間依存ダイナミクスのシミュレーションを正確に記述できる手法であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子の振る舞いを基本的なレベルで理解したい場合、電子と陽子などの重粒子との相互作用、および電子間相互作用を理解する必要がある。短いレーザーパルスは、これらの相互作用をリアルタイムで探るためのツールである。しかし、短いレーザーパルスによって照射された分子の実験を解釈するには、理論的なシミュレーションが必要である。本プロジェクトにおいて、時間依存多配置法は、電子励起、振動励起、および回転励起という分子励起の三つのタイプを同時に計算できる時間依存分子ダイナミクスのシミュレーションに有望な手法であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Jilin University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modulation of population inversion in N2+ by a pump-control-seed scheme2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Siqi、Loetstedt Erik、Cao Jincheng、Fu Yao、Zang Hongwei、Li Helong、Yamanouchi Kaoru、Xu Huailiang
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 106 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreva.106.033110

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of ionization timing for off-resonant population transfer by postionization excitation in N2+2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Youyuan、Loetstedt Erik、Yamanouchi Kaoru
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 106 号: 6 ページ: 063109-063109

    • DOI

      10.1103/physreva.106.063109

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical simulation of strong-field excitation of N2+ in 400 and 800 nm laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Frontiers
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical simulation of strong-field excitation of N2+ in 400 and 800 nm laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      N2+ Air Lasing Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecules in intense laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical simulation of strong-field excitation of N2+ in 400 and 800 nm laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      17th Annual meeting of the Japan Society for Molecular Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Time-dependent rovibronic wavefunction of H2+ by multiconfiguration theory2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      104th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical simulation of strong-field excitation of N2+ in 400 nm laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      38th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic, vibrational, and rotational excitation of nitrogen molecular ions in intense laser fields2023

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical interpretation of air lasing by the simulation of strong-field induced population inversion in N2+2022

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      12th Asian Symposium on Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical modeling of strong-field excitation of N2+2021

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      International summer school on theoretical aspects of air lasing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Air lasing by population inversion in N2 + induced by strong-field coherent coupling of the X, A and B states2021

    • 著者名/発表者名
      Erik Loetstedt
    • 学会等名
      Asian International Symposium at the Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Webpage of the Quantum Frontiers Laboratory

    • URL

      http://www.yamanouchi-lab.org/e/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Webpage of the Yamanouchi laboratory

    • URL

      http://www.yamanouchi-lab.org/e/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] http://www.yamanouchi-lab.org/e/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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