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

• 研究課題/領域番号: 24540421
• 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: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: トン ショウミン 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80422210)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 原子分子 / 強レーザー / 超高速 / 制御 / 制御方法 / 原子・分子 / 電離過程 / 中赤外線 / スーパーコンピューター / アト秒軟X線 / GPU / MIC / アト秒軟Ｘ線 / 高次高調波 / ＧＰＵ化

研究成果の概要

（１）我々の理論研究によって、中赤外線強レーザー場における原子電離過程を明らかにした。特にレーザー中低エネルギー電子半周期の電離と多周期の干渉過程の起用を解明した。（２）（１）の研究成果により、強レーザーによる原子・分子の光吸収過程の制御メカニズムを明らかにした。（３）実空間、実時間の密度汎関数計算法で物質の導電性を研究した。強レーザーを絶縁体に照射すると、絶縁体は瞬間的に導体になるメカニズムを明らかにした。強レーザーで物質性能を改造する方法を探索した。

研究成果

• [雑誌論文] Attosecond Quantum-Beat Spectroscopy in Helium (2016)
  • 著者名/発表者名: N Shivaram, XM Tong, H Timmers and A Sandhu
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. 巻: 49 号: 5 ページ: 055601-055601
  • DOI: 10.1088/0953-4075/49/5/055601
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coherent control of D2/H2 dissociative ionization by a mid-infrared two-color laser field (2016)
  • 著者名/発表者名: V Wanie, H Ibrahim,S Beaulieu, N Thire, B Schmidt, DY Peng, AS Alnaser, I Litvinyuk, XM Tong, F Legare
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. 巻: 49 号: 2 ページ: 025601-025601
  • DOI: 10.1088/0953-4075/49/2/025601
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intensity dependence of the dissociative ionization of DCl in few-cycle laser fields (2016)
  • 著者名/発表者名: H Li, XM Tong, N Schirmel, G Urbasch, KJ Betsch, S. Zherebtsov, F Sussmann, A Kessel, SA Trushin, GG Paulus, KM Weitzel, MF Kling
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. 巻: 49 号: 1 ページ: 015601-015601
  • DOI: 10.1088/0953-4075/49/1/015601
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Attosecond Coherent Control of Single and Double Photoionization in Argon (2015)
  • 著者名/発表者名: CW Hogle, XM Tong, L Martin, MM Murnane, HC Kapteyn, P Ranitovic
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 115 号: 17
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.173004
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protocol for observing molecular dipole excitations by attosecond self-streaking (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wachter, S. Nagele, S.A. Sato, R. Pazourek, M. Wais, C. Lemell, X.-M. Tong, K. Yabana, J. Burgdoerfer
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 92 号: 6 ページ: 061403-061403
  • DOI: 10.1103/physreva.92.061403
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Application of norm-conserving pseudopotentials to intense laser-matter interactions (2015)
  • 著者名/発表者名: X.-M. Tong, G. Wachter, S.A. Sato, C. Lemell, K. Yabana, J. Burgdoerfer
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 92 号: 4 ページ: 043422-043422
  • DOI: 10.1103/physreva.92.043422
  • NAID: 120007135689
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mechanism of dominance of the Breit interaction in dielectronic recombination (2015)
  • 著者名/発表者名: XM Tong, ZM Hu, YM Li, XY Han, D Kato, H Watanabe and N Nakamura
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. 巻: 48 号: 14 ページ: 144002-144002
  • DOI: 10.1088/0953-4075/48/14/144002
  • NAID: 120007136335
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] `Strong-field ionization with two-color circularly polarized laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: C Mancuso, DD Hickstein, P Grychtol, R Knut, O Kfir, XM Tong, F Dollar, D Zusin, M Gopalakrishnan, C Gentry, E Turgut, JL Ellis, MC Chen, A Fleischer, O Cohen, HC Kapteyn, and MM Murnane
  • 雑誌名: Physical Review A -- Rapid Communications 巻: 91 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreva.91.031402
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of very-low-energy states crossing the ionization threshold of argon atoms in strong mid-infrared fields (2014)
  • 著者名/発表者名: B Wolter,C Lemell, M Baudisch, MG Pullen, XM Tong, M Hemmer, A Senftleben, CD Schroter, J Ullrich, R Moshammer, J Biegert, and J Burgdorfer
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 90 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.90.063424
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomic-number dependence of the magnetic-sublevel population in the autoionization state formed in dielectronic recombination (2014)
  • 著者名/発表者名: ZM Hu, YM Li, XY Han, D Kato, XM Tong, H Watanabe and N Nakamura
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 90 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.90.062702
  • NAID: 120007136504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rydberg states in the strong field ionization of hydrogen by 800, 1200 (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Li, X.-M. Tong, T. Morishita, C. Jin, H. Wei and C. D. Lin
  • 雑誌名: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 巻: 47 号: 20 ページ: 204019-204019
  • DOI: 10.1088/0953-4075/47/20/204019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ab-initio simulation of electrical currents induced by ultrafast laser excitation of dielectric materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Georg Wachter, Christoph Lemell, Joachim Burgdorfer, Shunsuke A. Sato, Xiao-Min Tong, Kazuhiro Yabana
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 113 号: 8 ページ: 087401-087401
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.087401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intensity dependence of the attosecond control of the dissociative ionization of D2 (2014)
  • 著者名/発表者名: H Li, AS Alnaser, XM Tong, KJ Betsch, M Kubel, T Pischke, B Forg, J Schotz, F Sumann, S Zherebtsov, A Kessel, S Trushin, A Azzeer, and MF Kling
  • 雑誌名: Journal of Physics B 巻: 47 号: 12 ページ: 124020-124020
  • DOI: 10.1088/0953-4075/47/12/124020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interference of electron wave packets in atomic ionization by subcycle sculpted laser pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: DA Arbo, S Nagele, XM Tong, XH Xie and M Kitzler, J Burgdorfer,
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 89 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.89.043414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine structures in the intensity dependence of excitation and ionization probabilities of hydrogen atoms in intense 800-nm laser pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Li, X.-M. Tong, T. Morishita, H. Wei, and C. D. Lin
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.89.023421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attosecond vacuum UV Coherent Control of Molecular Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Ranitovic, C. W. Hogle, P. Riviere, A Palacios, X. M. Tong, N. Toshima, A. Gonzalez-Castrillo, L. Martin, F. Martin, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn,
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 111 号: 3 ページ: 912-917
  • DOI: 10.1073/pnas.1321999111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced multiple-scattering and intra-half-cycle interferences in the photoelectron angular distributions of atoms ionized in midinfrared laser (2013)
  • 著者名/発表者名: X. M. Tong, P. Ranitovic, D. D. Hickstein, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, and N. Toshima
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 88 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.88.013410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subcycle laser control and quantum interferences in attosecond photoabsorption of neon (2013)
  • 著者名/発表者名: X. W. Wang, M. Chini, Y. Cheng, Y. Wu, X. M. Tong, and Z. H. Chang
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.87.063413
  • NAID: 120007136888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of laser intensities approaching 10^15 W/cm2 with an accuracy of 1%, (2013)
  • 著者名/発表者名: M. G. Pullen, W. C. Wallace, D. E. Laban A. J. Palmer, G. F. Hanne, A. N. Grum-Grzhimailo, K. Bartschat, I. Ivanov, A. Kheifets D. Wells, H. M. Quiney, X. M. Tong, I. V. Litvinyuk, R. T. Sang, D. Kielpinski
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.87.053411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Classical-quantum correspondence in atomic ionization by midinfrared pulses: Multiple peak and interference structures (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Lemmel, J. Burgdorfer,…, X.M. Tong
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.87.013421
  • NAID: 120007137079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous alignment dependence of the third-order harmonic of H2+ions in intense laser fields (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.J.Jin, X.M.Tong, and N. Toshima
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 86 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.86.053418
  • NAID: 120007137144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directvisualization of laser-driven electronmultiple-scattering and tunneling distance in strong-field ionization (2012)
  • 著者名/発表者名: D.D.Hickstein,…,X.M.Tong,..,N.Toshima,…H.C.Kapteyn
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 号: 7
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.073004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the absolute timing of attosecond XUV bursts with respect to the driving field (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Shivaram, H.Timmers, X.M.Tong, and A.Sandhu
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 85 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.85.051802
  • NAID: 120007130605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attosecond-Resolved Evolution of a Laser-Dressed Helium Atom: Interfering ExcitationPaths and Quantum Phases (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Shivaram, H.Timmers, X.M.Tong, and A.Sandhu
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 号: 19
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.193002
  • 査読あり
• [学会発表] Steering the electron motion by two counter-rotating circularly polarized short intense laser pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: XM Tong and N Toshima
  • 学会等名: XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC2015)
  • 発表場所: Congress Centre- EI Greco, Toledo, Spain
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Origins of Very-Low and Zero-Energy Electron Structures in Strong-Field Ionization with Intense Mid-IR Pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: B Wolter, C Lemell, M Baudisch, MG Pullen, XM Tong, M Hemmer, A Senftleben, M Sclafani, CD Schroter, J Ullrich, R Moshammer, J Burgdorfer, J Biegert,
  • 学会等名: XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC2015)
  • 発表場所: Congress Centre- EI Greco, Toledo, Spain
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Mapping ultrafast dynamics of highly excited D2+ by ultrashort XUV pump - IR probe radiation (2015)
  • 著者名/発表者名: R Bello, LS Martin, CW Hogle, A Palacios, JL Sanz-Vicario, XM Tong, F Martin, M Murnane, HC Kapteyn, P Ranitovic
  • 学会等名: XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC2015)
  • 発表場所: Congress Centre- EI Greco, Toledo, Spain
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Quantum beats in attosecond time-resolved autoionization ofnkrypton (2015)
  • 著者名/発表者名: Y Cheng, M Chini, XM Tong, A Chew, J Biedermann, Y Wu, E Cunningham ZH Chang
  • 学会等名: APS Division of Atomic and Molecular Physics Meeting 2015
  • 発表場所: Hyatt Regency, Columbus, OH, USA
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] Control of Attosecond Electron Diffraction by Elliptical Long-Wavelength Radiation (2015)
  • 著者名/発表者名: P Ranitovic, XM Tong, D Hickstein, MM Margaret, H Kapteyn
  • 学会等名: APS Division of Atomic and Molecular Physics Meeting 2015
  • 発表場所: Hyatt Regency, Columbus, OH, USA
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] Mechanisms on the Photoelectron Angular Distributions of Atoms Ionized in Mid-Infrared Laser Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: X. M. Tong, P. Ranitovic, D.D. Hickstein, et. al.,
  • 学会等名: 28th International Conference on Photonic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Lanzhou, China
• [学会発表] Attosecond VUV Coherent Control of Molecular Dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Ranitovic, C. W. Hogle, P. Riviere, et.al.,
  • 学会等名: 28th International Conference on Photonic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Lanzhou, China