アト秒パルスによるヘリウム原子のイオン化に関する理論研究

• 研究課題/領域番号: 25286064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344025)
• 研究分担者: 佐藤 健 東京大学, 大学院工学系研究科, 特任講師 (30507091)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: アト秒科学 / 極紫外自由電子レーザー / 第一原理計算

研究成果の概要

光による原子のイオン化を対象とし、アト秒レーザーやフェムト秒極紫外自由電子レーザーの出現で注目を集めている、電子が出てくるまでの過程や電子がイオン化するのにたどる経路について、量子力学の基礎方程式に基づいた第一原理計算によって調べた。その結果、内殻イオン化においては「内側から出ていく電子」が「イオンに残る電子」に衝突することで量子状態遷移を誘起する「ノックアップ」がパルスの偏光に依存して変わること、2色ダブルパルスによる2光子イオン化においてはイオン化経路の競合によって光電子角度分布がパルス間遅延時間に依存することなど、様々な制御可能性を明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] トリエステ・エレットラ・シンクロトロン/ミラノ工科大学/CNR(イタリア)
• [国際共同研究] オーストラリア国立大学/スインバン大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] ドレイク大学(米国)
• [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)
• [雑誌論文] mplementation of the multiconfiguration time-dependent Hartree-Fock method for general molecules on a multi-resolution Cartesian grid (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Sawada, T. Sato, and K. L. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 93
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Review on Ab Initio Approaches for Multielectron Dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa and T. Sato
  • 雑誌名: IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 巻: 21 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1109/jstqe.2015.2438827
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Propagating two-particle reduced density matrices without wavefunctions (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Lackner, I. Břesinová, T. Sato, K. L. Ishikawa, and J. Burgdörfer
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 91 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.91.023412
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ime-dependent multiconfiguration self-consistent-field method based on occupation restricted multiple active space model for multielectron dynamics in intense laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sato and K. L. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 91 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.91.023417
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The structure of approximate two electron wavefunction in intense laser driven ionization dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sato and K. L. Ishikawa
  • 雑誌名: J. Phys. B 巻: 47 号: 20 ページ: 204031-204031
  • DOI: 10.1088/0953-4075/47/20/204031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical study of pulse delay effects in the photoelectron angular distribution of near-threshold EUV+IR two-photon ionization of atoms (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa, A. K. Kazansky, N. M. Kabachnik, and K. Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 90 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.90.023408
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ryohto Sawada, Takeshi Sato, and Kenichi L. Ishikawa (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryohto Sawada, Takeshi Sato, and Kenichi L. Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 90 号: 2 ページ: 023404-023404
  • DOI: 10.1103/physreva.90.023404
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pulse delay effect in angular distribution of near-threshold EUV+IR two-photon ionization of Ne (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Mondal, H. Fukuzawa, K. Motomura, T. Tachibana, K. Nagaya, T. Sakai, K. Matsunami, S. Yase, M. Yao, S. Wada, H. Hayashita, N. Saito, C. Callegari, K. C. Prince, C. Miron, M. Nagasono, T. Togashi, M. Yabashi, K. L. Ishikawa, A. K. Kazansky, N. M. Kabachnik, and K. Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.89.013415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron angular distributions in infrared one-photon and two-photon ionization of FEL-pumped Rydberg states of helium (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Mondal, H. Fukuzawa, K. Motomura, T. Tachibana, ..., K. L. Ishikawa et al.
  • 雑誌名: J. Phys. B 巻: 46 号: 20 ページ: 205601-205601
  • DOI: 10.1088/0953-4075/46/20/205601
  • 査読あり
• [学会発表] フェムト秒極紫外レーザーパルスによる希ガス原子の2光子イオン化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一、上田潔、Nikolay Kabachnik, and Andrey Kazansky
  • 学会等名: 電気学会 光・量子デバイス研究会
  • 発表場所: 氷見市ふれあいスポーツセンター（富山県氷見市）
  • 年月日: 2016-01-24
• [学会発表] Two-photon ionization of atoms in ultrashort extreme-ultraviolet laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi L. Ishikawa, Nikolay M. Kabachnik, Andrey K. Kazansky, and Kiyoshi Ueda
  • 学会等名: XXIX International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC2015)
  • 発表場所: Toledo, Spain
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Two-photon ionization: direct or stepwise, that's the question (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: Atomic and Molecular Physics: a joint Japanese and French view over 120 years (AMO120)
  • 発表場所: Cernay la Ville, France
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] Two-photon ionization of rare-gas atoms by femtosecond extreme-ultraviolet pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: International Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules, Clusters and Surfaces (MPS2014)
  • 発表場所: Metz, France
  • 年月日: 2014-07-16 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクスの第一原理シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一、佐藤健、澤田亮人
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第34回年次大会シンポジウム: 新しいコンセプトに基づく時短パルスレーザー
  • 発表場所: 北九州国際会議場、福岡県北九州市
  • 招待講演
• [学会発表] Multielectron Dynamics in Intense Laser Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: International Workshop on Theory for Attosecond Quantum Dynamics (IWTAQD) 10
  • 発表場所: The University of Electro-Communications, Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 励起ヘリウム原子の内核電離のボーム経路解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤田亮人、佐藤健、石川顕一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス、神奈川県平塚市
• [学会発表] 強光子場によるレア・イベント制御に向けた、多電子ダイナミクスの第一原理計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス、神奈川県平塚市
  • 招待講演
• [学会発表] Two-photon ionization by femtosecond laser pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: International Workshop on Theory for Attosecond Quantum Dynamics (IWTAQD) 9
  • 発表場所: University of Electro-Communication, Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Correlation-Driven Electron Dynamics in Attosecond Photoionization of Helium (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa et al.
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR) 2013
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
• [学会発表] Correlation-driven electron dynamics in attosecond photoionization of helium (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa et al.
  • 学会等名: 4th International Conference on Attosecond Physics (ATTO2013)
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Attosecond and Femtosecond Photoionization Dynamics of He (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: Intense field, Short Wavelength Atomic and Molecular Processes-2 (ISWAMP 2013)
  • 発表場所: Grand Metropark Hotel, Xi'an, China
  • 招待講演
• [学会発表] 励起ヘリウム原子の内殻電離におけるアト秒電子相関とノックアップ現象 (II) (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川 顕一, Suren Sukiasyan, Misha Ivanov
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス、京都府
• [学会発表] 高強度超短パルスレーザー場中の多電子ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野2ｘ分野5異分野交流研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構分子科学研究所、愛知県岡崎市
  • 招待講演
• [図書] アト秒科学～1京分の1秒スケールの超高速現象を光で観測・制御する～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 大森賢治、石川顕一、石井順久、板谷治郎、香月浩之、森下亨、渡部俊太郎
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 東京大学 石川研究室の論文一覧
  • URL: http://www.atto.t.u-tokyo.ac.jp/report/list/
• [備考] 論文リスト
  • URL: http://ishiken.free.fr/publication.html