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2023 年度 実績報告書

分子のための第一原理高強度場物理・アト秒科学シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 19H00869
研究機関東京大学

研究代表者

石川 顕一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70344025)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードアト秒科学 / 高強度場物理 / 第一原理計算
研究実績の概要

我々は、高強度レーザーパルスやアト秒光パルス下における多電子系の非線形・非摂動・非平衡ダイナミクスを、現実的な計算時間で正確に計 算できる第一原理計算手法の開発(第一原理高強度場物理・アト秒科学)を進めてきた。多配置展開やクラスター展開による複数の新しい手法 を理論的に定式化し、さらに、それらに基づく数値計算コードの開発を原子を対象にして進め、最近では、実験のベンチマークとなり実験を先するシミュレーションを可能にした。 近年の分子を対象とする実験の進展を踏まえて、我々の研究室で過去に開発した時間依存完全活性空間自己無撞着場(TD-CASSCF)法を、高強度レーザーパルス中の2原子分子に対して、数値計算コードとして実装した。今回の実装では、扁長楕円体座標を用いて、フルに3次元な数値計算を実現している。ゲージ不変性を守る凍結コア近似を取り入れ、ノイマン展開による有限要素離散変数表現を用いて電子-電子相互作用項を効率的かつ性格に評価している。また、指数時間差分スキームを改良することで、スティッフな非線形軌道関数の安定な時間発展を可能にしている。実装した数値計算コードを用いて、水素分子、LiH、窒素分子(イタリアのFERMI など自由電子レーザーでイオン化のコヒーレント制御の実験が行われている)などの二原子分子の高次高調波発生のシミュレーションに成功した。この成果は、二原子分子の高次高調波発生、光電子角度分布等における電子相関の効果を研究するのに威力を発揮すると期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Elettra-Sincrotrone Trieste(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Elettra-Sincrotrone Trieste
  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学
  • [雑誌論文] Implementation of the Time-Dependent Complete-Active-Space Self-Consistent-Field Method for Diatomic Molecules2024

    • 著者名/発表者名
      Li Yang、He Feng、Sato Takeshi、Ishikawa Kenichi L.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 128 ページ: 1523~1532

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.3c06799

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient simulation of multielectron dynamics in molecules under intense laser pulses: implementation of the multiconfiguration time-dependent Hartree?Fock method based on the adaptive finite element method2023

    • 著者名/発表者名
      Orimo Yuki、Sato Takeshi、Ishikawa Kenichi L.
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Chemistry

      巻: 101 ページ: 664~671

    • DOI

      10.1139/cjc-2022-0280

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time-dependent multiconfiguration self-consistent-field and time-dependent optimized coupled-cluster methods for intense laser-driven multielectron dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Takeshi、Pathak Himadri、Orimo Yuki、Ishikawa Kenichi L.
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Chemistry

      巻: 101 ページ: 698~709

    • DOI

      10.1139/cjc-2022-0297

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of Erfgau Potential for Simulations of Multielectron Dynamics in Intense Laser Pulses2023

    • 著者名/発表者名
      Orimo Yuki、Sato Takeshi、Ishikawa Kenichi L.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 127 ページ: 10499~10505

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.3c06530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Ion-Photoelectron Entanglement and Coherence Via Rabi Oscillations2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kenichi L.、Prince Kevin C.、Ueda Kiyoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 127 ページ: 10638~10646

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.3c06781

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Control of ion-photoelectron entanglement and coherence via Rabi oscillations2024

    • 著者名/発表者名
      Kenichi L. Ishikawa, Kevin C. Prince, Kiyoshi Ueda
    • 学会等名
      High-Brightness Sources and Light-Driven Interactions Congress (HILAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] アト秒現象の理論研究2024

    • 著者名/発表者名
      石川顕一、佐藤健
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Using the Smooth Potential Erfgau in Real-Time First-Principles Simulations of Molecules under Intense Laser Pulses (Poster)2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Orimo, Takeshi Sato, and Kenichi L. Ishikawa
    • 学会等名
      9th International Conference on Attosecond Science and Technology (ATTO IX)
    • 国際学会
  • [学会発表] Attosecond and Strong Field Processes from the First Principles2023

    • 著者名/発表者名
      Kenichi L. Ishikawa
    • 学会等名
      Control of Ultrafast (Attosecond and Strong Field) Processes Using Structured Light 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulations of intense laser-driven nonadiabatic molecular dynamics using classical and quantum computers2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (ISUILS2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科原子力国際専攻石川顕一研究室

    • URL

      https://www.atto.t.u-tokyo.ac.jp

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公開日: 2024-12-25  

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