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2009 年度 実績報告書

超高速水素マイグレーション

研究課題

研究課題/領域番号 19002006
研究機関東京大学

研究代表者

山内 薫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40182597)

キーワード水素移動 / 強光子場 / 超高速化学 / 化学反応動力学
研究概要

コインシデンス運動量画像法用いて強光子場におけるアレン分子とブタジエン分子の水素マイグレーション過程を調べ、水素移動が、等価な炭素-炭素二重結合の切断されやすさを決めることが明らかとなった。水素マイグレーション過程の実時間追跡のため、差動排気中空ファイバーパルス圧縮器を製作し、搬送波位相を制御した数サイクルパルス(2mJ, 6fs, 200 mrad)の発生に成功した。また、強光子場中にある炭化水素分子の電子ダイナミクスと水素マイグレーション過程を、同時に、第一原理的に計算するための時間依存多配置波動関数理論を新たに定式化し、論文として公表した。提案した手法は、エチレンやメタノール分子などの(電子)+(プロトン)+(2つの重い原子核)から構成される様々な分子種を「二原子様分子」として統一的に取り扱う事が出来るという特徴を持つ。メタノール分子の構造最適化計算から。BO近似に基づく「古典的な分子構造」は、電子のスピン状態ばかりか、プロトンのスピン状態を明示的に考慮することで再現されることが、予備的な計算から判明しつつある。さらに、光電場内電子散乱法の実現のために製作した光電陰極型超短パルス電子銃の性能評価を行い、目標の性能を有していることを確認した。電子線シャドウグラフ法を用いて、生成した超短電子パルスの時間幅が約45psであることを確認するとともに、電子パルスと超短レーザーパルスとの散乱点における時空間的な重なりを位置精度<100μm、時間精度<3psで確保することができた。Xeを試料として、近赤外超短レーザーパルスによる光電場内電子散乱実験を行い、1光子吸収・放出した散乱電子の観測に初めて成功した。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (26件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrogen migration and C-C bond breaking in 1,3-butadiene in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging2010

    • 著者名/発表者名
      H.Xu, T.Okino, K.Nakai, K.Yamanouchi, S.Roither, X.Xie, D.Kartashov, M.Schoffler, A.Baltuska
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 484

      ページ: 119-123

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-adiabatic transition in C_2H_5OH^+ on a light-dressed potential energy surface by ultrashort pump-and-probe laser pulses2010

    • 著者名/発表者名
      H.Yazawa, T.Shioyama, H.Hashimoto, F.Kannari, R.Itakura, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.B 98

      ページ: 275-282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-dependent multiconfiguration theory for ultrafast electronic dynamics of molecules in an intense laser field : Electron correlation and energy redistribution among natural orbitals2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, H.Kono
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 366

      ページ: 46-53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-dependent multiconfiguration theory for describing molecular dynamics in diatomic-like molecules2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

      ページ: 164118-1-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tracing ultrafast hydrogen migration in allene in intense laser fields by triple-ion coincidence momentum imaging2009

    • 著者名/発表者名
      H.Xu, T.Okino, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

      ページ: 151102-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionization of H_2^+ and H_2 in Intense Laser Fields : Excited State Dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, H.Kono, M.Kanno, Y.Fujimura, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Laser Phys. 19

      ページ: 1712-1722

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast hydrogen migration in allene in intense laser fields : Evidence of two-body Coulomb explosion2009

    • 著者名/発表者名
      H.Xu, T.Okino, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 469

      ページ: 255-260

    • 査読あり
  • [学会発表] 高繰り返し高強度フェムト秒レーザーの搬送波位相制御:強光子場における水素マイグレーションの実時間観測へ向けて2010

    • 著者名/発表者名
      沖野友哉、山内薫
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2010-03-26
  • [学会発表] Measurements of Hydrogen Migration Dynamics in Methanol by Pump-probe Coincidence Momentum Imaging2010

    • 著者名/発表者名
      H.Xu, C.Marceau, 中井克典, 沖野友哉, S.L.Chin, 山内薫
    • 学会等名
      日本化学会 第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学、大阪
    • 年月日
      2010-03-26
  • [学会発表] A multiconfiguration wave function approach to electronic and nuclear dynamics in molecules interacting with intense laser fields beyond Born-Oppenheimer approximation2010

    • 著者名/発表者名
      加藤毅
    • 学会等名
      International Symposium on Generation and Application of Carrier Envelope Phase Locked Pulses and Attosecond Pulses
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-03-12
  • [学会発表] Carrier envelope stabilization of high repetition high power laser system for investigating ultrafast hydrogen migration in intense laser fields2010

    • 著者名/発表者名
      河野裕彦
    • 学会等名
      International Symposium on Generation and Application of Carrier Envelope Phase Locked Pulses and Attosecond Pulses
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-03-12
  • [学会発表] Development of time-dependent multiconfiguration wave function theory for electronic and molecular dynamics in intense laser fields2010

    • 著者名/発表者名
      加藤毅
    • 学会等名
      The 68th Okazaki Conference on "New Frontier in Quantum Chemical Dynamics"
    • 発表場所
      Okazaki Conference Center, NINS, Japan
    • 年月日
      2010-02-22
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration within methanol dication by geographical orienteering molecular dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      中井克典、加藤毅、河野裕彦、山内薫
    • 学会等名
      the International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 8(ISUILS8)
    • 発表場所
      Elounda Bay Palace, Crete, Greece
    • 年月日
      20091003-20091007
  • [学会発表] Time-dependent multiconfiguration theory for describing molecular dynamics in diatomic-like molecules2009

    • 著者名/発表者名
      加藤毅、山内薫
    • 学会等名
      the International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 8(ISUILS8)
    • 発表場所
      Elounda Bay Palace, Crete, Greece
    • 年月日
      20091003-20091007
  • [学会発表] 強レーザー場中の分子内プロトンダイナミクスを記述するための時間依存多配置波動関数理論2009

    • 著者名/発表者名
      加藤毅、山内薫
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 高次高調波発生における電子相関効果2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木真徳、加藤毅、山内薫
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] GO法による分子内水素移動反応の効率的分子動力学計算:多価メタノールカチオンへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      中井克典、加藤毅、河野裕彦、山内薫
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 光トラップされたマラリア感染赤血球の回転運動の機構に関する理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      山田敏博、加藤毅、河野裕彦、藤村勇一
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in 1,3-butadiene in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging2009

    • 著者名/発表者名
      H.Xu, 沖野友哉, 山内薫, S.Roither X.Xie, D.Kartashov, A.Baltuska, M.Kitzler
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 強光子場中におけるメチルアセチレンの三体クーロン爆発過程2009

    • 著者名/発表者名
      渡部愛理, H.Xu, 沖野友哉, 山内薫
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules induced by intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      K. Yamanouchi
    • 学会等名
      The 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20090830-20090903
  • [学会発表] Frontiers in attosecond chemistry : ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules in intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      9th International Conference on fundamental ultrafast processes in chemistry, biology and physics, Femtochemistry, Femtobiology, and Femtophysics-Frontiers in Ultrafast Science and Technology(Femtochemistry IX)
    • 発表場所
      Peking University, Beijing, China
    • 年月日
      20090808-20090813
  • [学会発表] Ultrafast Hydrogen Migration in Hydrocarbon Molecules in Intense Laser Fields2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      2nd International Conference on Attosecond Physics
    • 発表場所
      Kansas State University, Manhattan, Kansas, U.S.A
    • 年月日
      20090728-20090801
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in allene in intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      Huailiang Xu
    • 学会等名
      3rd Asian Workshop on Generation and Applications of Coherent XUV and X-ray Radiation
    • 発表場所
      Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China
    • 年月日
      20090611-20090612
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen atom migration : New frontiers in attosecond chemistry2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      Asian Symposium on Intense Laser Science
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2009-11-04
  • [学会発表] Ultrafast Dynamics of Molecules in Intense Laser Fields I and II2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      Atoms and Plasmas in Super Intense Laser Fields, International School of Quantum Electronics 46th Course
    • 発表場所
      Erice, Sicily, Italy
    • 年月日
      2009-07-14
  • [学会発表] COAST and SRO Cooperation on Ultrafast Intense Laser Science and Attosecond Hydrogen Migration in Molecules in Intense Laser Fields2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      Canada-Japan Workshop(CLAN-JILS Collaborations in Advance Laser Applications)
    • 発表場所
      AIST Tokyo Waterfront, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-07-03
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules in ultrashort intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      K. Yamanouchi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics & International Quantum Electronics Conference 2009
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Baltimore, USA
    • 年月日
      2009-06-04
  • [学会発表] Dissociation dynamics of mass-selected ion species generated from cyclohexane in intense laser fields by ion-trap SWIFT mass spectrometry2009

    • 著者名/発表者名
      歸家令果、渡辺勇輔、後藤晃宏、山内薫
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ、大宮
    • 年月日
      2009-06-03
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in methylacetylene in intense laser fields by coincidence momentum imaging2009

    • 著者名/発表者名
      渡部愛理, H.Xu, 沖野友哉, 山内薫
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ、大宮
    • 年月日
      2009-06-03
  • [学会発表] Application of attosecond pulses and high-order harmonics to physics and chemistry2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Ultra-Intense Laser Interaction Science
    • 発表場所
      Laboratori Nazionall di Frascati, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, Frascati
    • 年月日
      2009-05-28
  • [学会発表] イオントラップSWIFT質量分析法による強光子場中の分子イオン種の解離反応追跡2009

    • 著者名/発表者名
      歸家令果、渡辺勇輔、後藤晃宏、山内薫
    • 学会等名
      ナノ量子情報エレクトロニクス公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2009-04-22
  • [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules induced by intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      山内薫
    • 学会等名
      RIKEN International Symposium on Attosecond Science
    • 発表場所
      Suzuki Umetaro Hall, RIKEN, Wako, Japan
    • 年月日
      2009-04-03
  • [図書] Progress in Ultrafast Intense Laser Science V2010

    • 著者名/発表者名
      K.Yamanouchi, A.Giulietti, K.Ledingham, editors
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      Springer-Verlag

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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