超高速水素マイグレーション

2011 年度 実績報告書

• 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 / 反応動力学

研究概要

平成23年度は、以下の(A)搬送波包絡線位相とイオン信号の同時計測システムによる二重イオン化過程の搬送波包絡線位相依存性の観測、(B)時間依存多配置波動関数理論に基づく計算コードの実装と波動関数解析と(C)分子からの光電場内電子散乱信号の観測、を行った。
(A)搬送波包絡線位相とイオン信号の同時計測システムによる二重イオン化過程の搬送波包絡線位相依存性の観測
単一パルス搬送波包絡線位相キャラクタリゼーション装置とコインシデンス運動量画像観測装置を同期することによって、レーザーパルスの搬送波包絡線位相と生成イオン信号との相関をパルス毎に測定できる計測システムを構築した。この計測法を用いて、高強度数サイクルレーザーパルスによるXe原子の二重イオン化過程の収率が、搬送波包絡線位相に依存することが明らかにされた。
(B)時間依存多配置波動関数理論に基づく計算コード開発と波動関数解析
時間依存多配置波動関数理論による,レーザーとの相互作用を考慮した炭化水素分子の波動関数の実時間発展を計算できるプログラムコードの開発を行う。これまでのところ、虚時間発展法によりメタノール分子の電子・プロトン波動関数の計算を行い、プロトンの位置相関の解析を行った。
(C)分子からの光電場内電子散乱信号の観測
四塩化炭素を試料として光電場内電子散乱実験を行い、光子吸収を受けた散乱電子信号の観測に初めて成功し、散乱電子信号の角度分布に分子構造に由来する干渉パターンが現れることが示された。さらに、検出効率を格段に向上させた光電場内電子散乱観測装置を新たに設計し、装置の組み立てを行った。

研究成果

• [雑誌論文] Two-body Coulomb explosion in methylacetylene in intense laser fields : double proton migration and proton/deuteron exchange (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Okino, A.Watanabe, H.Xu, K.Yamanouchi
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem Phys. 巻: 14 ページ: 4230-4235
  • DOI: DOI:10.1039/C2CP23880B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Path-selective investigation of intense laser pulse-induced fragmentation dynamics in triply charged 1,3-butadiene (2012)
  • 著者名/発表者名: L.Zhang, S.Roither, X.Xie, D.Kartashov, M.Schoffler, H.Xu, A.Iwasaki, S.Grafe, T.Okino, K.Yamanouchi, A.Baltuska, M.Kitzler
  • 雑誌名: J.Phys.B : At.Mol.Opt.Phys. 巻: 45 ページ: 085603-1-12
  • DOI: DOI:10.1088/0953-4075/45/8/085603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of laser parameters on ultrafast hydrogen migration in methanol studied by coincidence momentum imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Xu, T.Okino, T.Kudo, K.Yamanouchi, S.Roither, M.Kitzler, A.Baltuska, S.L.Chin
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 116 ページ: 2686-2690
  • DOI: DOI:10.1021/jp207483y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protonic configuration of CH3OH described by electroprotonic wave functions (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, K.Yamanouchi
  • 雑誌名: Phys.Rev.A 巻: 85 ページ: 034504-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.85.034504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apparatus for laser-assisted electron scattering in femtosecond intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kanya, Y. Morimoto, K. Yamanouchi
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 82 ページ: 123105
  • DOI: DOI:10.1063/1.3665926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast delocalization of hydrogen atoms in allene in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Xu, T. Okino, K. Yamanouchi
  • 雑誌名: Appl. Phys. A 巻: 104 ページ: 941-945
  • DOI: DOI:10.1007/s00339-011-6444-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separation of ionization and subsequent electronic excitation for formation of electronically excited ethanol cation in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ikuta, K.Hosaka, H.Akagi, A.Yokoyama, K.Yamanouchi, F.Kannari, R.Itakura
  • 雑誌名: J.Phys.B : At.Mol.Opt.Phys. 巻: 44 ページ: 191002-1-5
  • DOI: DOI:10.1088/0953-4075/44/19/191002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of absolute two-photon ionization cross-section of He by XUV Free Electron Laser (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, A.Iwasaki, K.Ishibashi, T.Okino, K.Yamanouchi, J.Adachi, A.Yagishita, H.Yazawa, F.Kannari, M.Aoyama, K.Yamakawa, K.Midorikawa, H.Nakano, M.Yabashi, M.Nagasono, A.Higashiya, T.Ishikawa
  • 雑誌名: J.Phys.B : At.Mol.Opt.Phys. 巻: 44 ページ: 161001-1-5
  • DOI: DOI:10.1088/0953-4075/44/16/161001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Classical dynamics of laser-driven D3+ (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Loetstedt, T.Kato, K.Yamanouchi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 106 ページ: 203001-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.106.203001
  • 査読あり
• [雑誌論文] High energy proton ejection from hydrocarbon molecules driven by highly efficient field ionization (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Roither, X.Xie, D.Kartashov, L.Zhang, M.Schoffler, H.Xu, A.Iwasaki, T.Okino, K.Yamanouchi, A.Baltsuka, M.Kitzler
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 106 ページ: 163001-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.106.163001
  • 査読あり
• [学会発表] イオントラップ質量分析法による強光子場中のシクロヘキサンカチオンの分解反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎嵩雄, 歸家令果, 山内薫
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 高分解能テラヘルツ回転分光の気体分子の分子定数決定への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野敬亮, 岩崎純史, 畑中耕治, 山内薫
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 時間依存多配置波動関数理論による一次元水素分子のnon-Born-Oppenheimer電子-核波動関数 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井手善広, 加藤毅, 山内薫
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] コインシデンス運動量画像法による強光子場中でのエタン分子からのH3^+生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 歸家令果, 工藤達矢, Nora SCHIRMEL, 三浦瞬, Karl-Michael WEITZEL, 星名賢之助, 山内薫
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 超短パルス強レーザー場中のメタノールの第一イオン化に伴うC-O距離伸長:時間依存断熱状態法に基づく分子動力学シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 西口佳宏, 中井克典, 山内薫
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Construction of soft x-ray microscope using high-order harmonic generation (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Ogami, S.Fukahori, T.Teramoto, A.Iwasaki, T.Okino, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The University of Tokyo (UT)-Seoul National University (SNU)-National Taiwan University (NTU) Chemistry Department Joint Symposium 2012
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] Carrier-enveloped phase dependence of non-sequential double ionization Xe in few-cycle intense laser fields (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Ando, S.Miura, K.Otaka, M.Obuchi, A.Iwasaki, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The University of Tokyo (UT)-Seoul National University (SNU)-National Taiwan University (NTU) Chemistry Department Joint Symposium 2012
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] Observation of laser-assisted electron scattering in femtosecond intense laser fields (2012)
  • 著者名/発表者名: R.Kanya, Y.Morimoto, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The University of Tokyo (UT)-Seoul National University (SNU)-National Taiwan University (NTU) Chemistry Department Joint Symposium 2012
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] Ultrafast dynamics of molecules in intense laser light fields by coincidence momentum imaging and gas electron diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The University of Tokyo (UT)-Seoul National University (SNU)-National Taiwan University (NTU) Chemistry Department Joint Symposium 2012
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] 高強度超短パルスレーザーによるレーザーアシステッド電子散乱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 歸家令果, 森本裕也, 山内薫
  • 学会等名: 理研シンポジウム第2回拡がる原子分子物理研究:先端光技術で切り開く新しい原子分子物理
  • 発表場所: 理化学研究所大河内記念ホール(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Enhanced ionization of hydrocarbon molecules in intense laser fields : Application to acetylene (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Lotstedt, T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 10 (ISUILS10)
  • 発表場所: Hotel auf der Wartburg, Eisenach, Germany
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Hydrogen migration pathway in methanol cation by ab initio molecular dynamics calculation : Dependence on the initial geometrical structure (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nakai, Y.Nishiguchi, T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 10 (ISUILS10)
  • 発表場所: Hotel auf der Wartburg, Eisenach, Germany
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Geometrical and electronic structures of CH3OH by electro-protonic wave function analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 10 (ISUILS10)
  • 発表場所: Hotel auf der Wartburg, Eisenach, Germany
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Laser-assisted electron scattering and diffraction in femtosecond intense laser fields Observation of laser-assisted electron scattering in femtosecond intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kanya, Y.Morimoto, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 10 (ISUILS10)
  • 発表場所: Hotel auf der Wartburg, Eisenach, Germany(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Observation of laser-assisted electron scattering by Xe in femtosecond intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kanya, Y.Morimoto, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science 10 (ISUILS10)
  • 発表場所: Hotel auf der Wartburg, Eisenach, Germany
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Energetics of the time-dependent natural orbitals of molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kono, T.Kato, T.Oyamada, S.Koseki
  • 学会等名: YIPQS Long-term workshop, Dynamics and Correlations in Exotic Nuclei (DCEN2011)
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 数サイクルパルスにより誘起されるメタン分子からの高エネルギープロトン放出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦瞬, 沖野友哉, 山内薫
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Enhanced ionization of acetylene in strong laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Lotstedt Erik, 加藤毅, 山内薫
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 第一原理分子動力学法によるメタノール2価カチオン内水素マイグレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井克典, 西口佳宏, 加藤毅, 山内薫
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 高次高調波13nm単一パルス軟X線顕微鏡の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 沖野友哉, 寺本高啓, 大神征爾, 深堀信一, 山内薫
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] レーザー場誘起の多電子ダイナミクスにおける自然軌道のエネルギー交換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河野裕彦, 加藤毅, 小山田隆行, 小関史朗
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Time-dependent multiconfiguration wave function theory for molecular systems composed of two kinds of Fermi particles : Application to diatomic-like molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: XVIth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XVI)
  • 発表場所: 石川県立美術館(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Ultrafast hydrogen atom migration in hydrocarbon molecules in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 43rd IUPAC World Chemistry Congress
  • 発表場所: Puerto Rico Convention Center, San Juan, Puerto Rico, USA
  • 年月日: 2011-08-04
• [学会発表] Ultrafast probing of molecules in intense laser fields by coincidence momentum imaging and gas electron diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Queen's University Belfast, Belfast, Northern Ireland, UK(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging and gas electron diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The Madrid Conference on Femtochemistry (FEMTO10)
  • 発表場所: Madrid, Spain(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-14
• [学会発表] Ultrafast delocalization of protons in allene in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Xu, T.Okino, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Attosecond Physics (ATTO3)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Efficient ionization at the C-H bonds in acetylene in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Lotstedt, T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Attosecond Physics (ATTO3)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-06
• [学会発表] Time-dependent chemical potential and multielectron dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kono, T.Oyamada, T.Kato, S.Koseki
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Protonic configuration of CH3OH within a diatomic-like molecular picture (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Femtosecond laser-induced X-ray emission from gold nano-colloidal solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hatanaka, K.Yoshida, A.Iwasaki, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Double proton migration and proton/deuteron exchange in methylacetylene in intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Okino, A.Watanbe, H.Xu, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Observation of laser-assisted electron scattering in femtosecond intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kanya, Y.Morimoto, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Classical models of intense laser-molecule interaction (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Lotstedt, T.Kato, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] 数サイクルパルスにより誘起されるメタン分子からのプロトン放出の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦瞬, 沖野友哉, 山内薫
  • 学会等名: 第8回原子・分子・光科学(AMO)討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-06-18
• [学会発表] 時間依存多配置波動関数理論による1次元水素分子の電子-核基底状態波動関数 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井手善広, 加藤毅, 山内薫
  • 学会等名: 第8回原子・分子・光科学(AMO)討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Observation of laser-assisted electron scattering in femtosecond intense laser fields (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kanya, Y.Morimoto, K.Yamanouchi
  • 学会等名: The 15th Asian Workshop on Chemical Dynamics, POSTECH
  • 発表場所: Pohang, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Ultrafast hydrogen migration in hydrocarbon molecules in intense laser fields by coincidence momentum imaging and gas electron diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: Advanced Lasers and Their Applications (ALTA) 2011
  • 発表場所: Jeju, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] 分子の電子ダイナミクスと自然軌道の化学ポテンシャル (2011)
  • 著者名/発表者名: 河野裕彦, 小山田隆行, 加藤毅, 小関史朗
  • 学会等名: 第14回理論化学討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-05-13
• [図書] Progress in Ultrafast Intense Laser Science VII (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yamanouchi, D.Charalambidis, D.Normand編集
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: Springer-Verlag (Germany)
• [図書] Lectures on Ultrafast Intense Laser Science 1 (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yamaouchi編集
  • 総ページ数: 313
  • 出版者: Springer-Verlag (Germany)
• [備考]
  • URL: http://www.yamanouchi-lab.org/index.html