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テラヘルツレーザー同位体分離法の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420875
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 原子力学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

市原 晃  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (60354784)

研究分担者 松岡 雷士  広島大学, 工学研究院, 助教 (50455276)
瀬川 悦生  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (30634547)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード同位体分離 / テラヘルツ / 二原子分子 / 回転励起 / 分子解離 / 数理モデル / 量子ウォーク / 直交多項式 / 解離 / 直行多項式 / シミュレーション / 塩化リチウム / レーザー同位体分離
研究成果の概要

テラヘルツ光パルスを使って二原子分子を気相で同位体選択的に解離する方法を提案した。この方法では指定した同位体分子を高回転状態に励起するため、少数のテラヘルツパルスから成るパルス列を利用する。回転温度70Kの塩化リチウム分子集団に対する計算機シミュレーションを通して、設計したパルスを用いて指定した同位体分子を効果的に原子に解離できることを実証した。更に理論研究として、数理モデルを構築し、光パルス列による分子の回転励起の特性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 韓京大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Localization in Rotational Excitation of Diatomic Molecules Induced by a Train of Optical Pulses2017

    • 著者名/発表者名
      L. Matsuoka, E. Segawa
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 23 号: 1 ページ: 51-56

    • DOI

      10.4036/iis.2017.A.07

    • NAID

      130005519570

    • ISSN
      1340-9050, 1347-6157
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior of a rotational population distribution in a molecular quantum-kicked rotor with ideal quantum resonance2017

    • 著者名/発表者名
      L. Matsuoka, E. Segawa, K. Yuki, N. Konno, N. Obata
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 未定 号: 21 ページ: 1773-1779

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2017.03.032

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-dimensional three-state quantum walks: Weak limits and localization2016

    • 著者名/発表者名
      C. K. Ko, E. Segawa, H. J. Yoo
    • 雑誌名

      Infinite dimensional analysis, Quantum Probability and Related Topics

      巻: 19 号: 04 ページ: 1650025-1650025

    • DOI

      10.1142/s0219025716500259

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generator of an abstract quantum walk2016

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa, A. Suzuki
    • 雑誌名

      Quantum Studies: Mathematics and Foundations

      巻: 3 号: 1 ページ: 11-30

    • DOI

      10.1007/s40509-016-0070-1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unified parameter for localization in isotope-selective rotational excitation of diatomic molecules using a train of optical pulses2015

    • 著者名/発表者名
      L. Matsuoka
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 91 号: 4 ページ: 043420-043420

    • DOI

      10.1103/physreva.91.043420

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spectral properties of weighted line digraphs2015

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku

      巻: 1956 ページ: 16-28

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Quantum control of isotope-selective rovibrational excitation of diatomic molecules in the thermal distribution2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ichihara. L. Matsuoka, Y. Kurosaki, K. Yokoyama
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 22 号: 1 ページ: 153-156

    • DOI

      10.1007/s10043-015-0025-5

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Isotope-selective dissociation of diatomic molecules by terahertz optical pulses2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ichihara, L. Matsuoka, E. Segawa and K. Yokoyama,
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 91 号: 4 ページ: 043404-043404

    • DOI

      10.1103/physreva.91.043404

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Trapping and spreading properties of quantum walk in homological structure2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Machida, Etsuo Segawa
    • 雑誌名

      Quantum Information Processing

      巻: online 号: 5 ページ: 1539-1558

    • DOI

      10.1007/s11128-014-0819-6

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Computer simulation of isotope-selective dissociation of lithium chloride molecules in the rotational temperature of 70 K by terahertz optical pulses2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ichihara, L. Matsuoka
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 連続時間量子ウォークの描像に基づく二原子分子の回転励起の数理モデル解析2017

    • 著者名/発表者名
      松岡 雷士
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 量子ウォークを架け橋にした学際交流2017

    • 著者名/発表者名
      瀬川 悦生
    • 学会等名
      数学パワーが世界を変える-統数研数学協働プログラム- CREST・さきがけ・数学協働プログラムの合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sensitivity of a quantum walk to boundary2016

    • 著者名/発表者名
      H. Obuse, E. Segawa
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2016
    • 発表場所
      Czech Technical University in Prague, Prague, (Czech Republic)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単位円周上の直交多項式・分散関係・統計的性質2016

    • 著者名/発表者名
      瀬川 悦生
    • 学会等名
      統計数理研究所数学協働プログラムワークショップ「量子系の数理と物質制御への展開II:量子ウォークを架け橋に」
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光パルス列による分子回転励起の数理モデル解析-数工連携の苦難と成果-2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 雷士
    • 学会等名
      統計数理研究所数学協働プログラムワークショップ「量子系の数理と物質制御への展開II:量子ウォークを架け橋に」
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 量子ウォークの縁への感受性2016

    • 著者名/発表者名
      瀬川 悦生
    • 学会等名
      日本数学会 2016秋季統合分科会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum walks on half line relate to orthogonal polynomials2016

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      International Workshop on IDAQP
    • 発表場所
      Chungbuk National University, Cheongju (Korea)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectral and stochastic behaviors of Grover walks2016

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      The Japanese Conference on Combinatorics and Its Applications Mini Symposium : Spectral Graph Theory and Related Topics
    • 発表場所
      Kyoto Univeresity, Clock Tower Central Hall, Kyoto (Japan)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光学パルスを用いた塩化リチウム分子の同位体選択的振動励起の計算機シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      市原 晃
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス (京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Localization in rotational excitation of diatomic molecules induced by a train of optical pulses2015

    • 著者名/発表者名
      L. Matsuoka, E. Segawa
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2015
    • 発表場所
      Yokohama National University, Education and Culture Hall  (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Szego class and ballistic spreading of quantum walks2015

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2015
    • 発表場所
      Yokohama National University, Education and Culture Hall  (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generator of some quantum walks2015

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      11th Sendai Workshop on Infinite Dimensional Analysis and Quantum Probability
    • 発表場所
      東北大学 情報科学研究科棟 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光パルス列による分子回転励起過程における磁気量子数の影響の数理解析2015

    • 著者名/発表者名
      松岡 雷士, 瀬川 悦生
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 無限ツリー上のGrover walkの発生の固有空間2015

    • 著者名/発表者名
      瀬川 悦生
    • 学会等名
      日本数学会 2015秋季統合分科会
    • 発表場所
      京都産業大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mathematical study on quantum walks and its application2015

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      Moscow State Univ.-Tohoku Univ., 2nd IT Joint workshop
    • 発表場所
      Moskow State University, Moscow ( Russia)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orthogonal polynomials and the limit distribution of induced quantum walks on the half line2015

    • 著者名/発表者名
      E. Segawa
    • 学会等名
      10th Jikji Workshop on Infinite Dimensional Analysis and Quantum Probability
    • 発表場所
      Chungbuk National University, Jeonju (Korea)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A mathematical approach based on orthogonal polynomials for rotational excitation of diatomic molecules2015

    • 著者名/発表者名
      L. Matsuoka, E. Segawa
    • 学会等名
      第31回化学反応討論会
    • 発表場所
      北海道大学 工学部フロンティア応用科学研究棟 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 光学パルスによる塩化リチウム分子の同位体選択的振動励起の理論研究2015

    • 著者名/発表者名
      市原 晃、横山 啓一
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非共鳴光パルス列中での二原子分子の回転遷移過程の数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      松岡 雷士
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 光パルス列中での二原子分子の回転分布局在化の数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      松岡 雷士、市原 晃、瀬川 悦生、横山 啓一
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] プラズマ基礎科学研究室(難波・松岡研究室)

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/plasma/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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