| 研究実績の概要 |
超短パルス・高強度レーザーを用いた実験は物質の高励起や多重電離, 電子相関の絡む複雑な現象を観測するため, 実験単独では, あるいは不完全な理論では, その解釈や予測が極めて難しい. 例えばCalegariらはフェニルアラニン分子に極端紫外X線パルスを照射して一重電離状態の波束を生じさせ, 近赤外プローブに よる二重電離収率の振動から超高速電荷マイグレーション (核の動きを伴わない電荷移動) を観測したと報告した [Calegari et al. (2014)]. しかしその根拠 は「核の動きにしては速過ぎる」という消去法的論法に大きく依存している. 当該分野が永続的な学問領域として確立し, 実社会に貢献する成果を生み出すに は, 実験技術のさらなる進歩とともに確実な予言力のある精密な理論・計算手法の飛躍的発展が不可欠である.
申請者らは, この問題を克服するためにTD-CASSCF法と呼ぶ新しい方法を開発した. TD-CASSCF法では, 全電子を弱く束縛され外場に強く応答するアクティブ電子 と, 強く束縛され物理的に不活性なコア電子にフレキシブルに分類し, アクティブ電子はフルCIで厳密に, コア電子は平均場近似で扱う. これにより従来不可能 だった多電子系の精確なシミュレーションを可能にした. 私たちはさらに重要な配置のみ取り入れることで計算コストを大幅に削減するTD-ORMAS法を開発してい る. しかし, 厳密ゆえ計算コストが過大なMCTDHF法を除き, CI波動関数に基づく手法はいずれも,「サイズ無矛盾性の欠如」という問題を抱えている. 本研究で はこの課題を解決するために時間依存の軌道関数を用いた時間依存結合クラスター理論を定式化し、多項式計算コスト、サイズ無矛盾性、ゲージ普遍性を同時に 満たす新しい時間依存多電子理論を確立した。
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