超短レーザーパルス照射による高効率・高汎用核スピン偏極

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244025
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中嶋 隆 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (50281639)
• 研究分担者: 松尾 由賀利 理化学研究所, 先任研究員 (50231593) ; 小林 徹 理化学研究所, 先任研究員 (70202067)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 核スピン / 偏極 / コヒーレンス / 光イオン化

研究概要

実験研究については, Yb原子ビームを偏極ターゲットとした実験セットアップを組み上げ,共鳴光励起および光イオン化によって生成したYb+イオンの核スピン偏極度を光学的に検出するために必要な狭帯域(フーリエ限界)ナノ秒パルスレーザーを開発した。理論研究については,現行偏極スキームよりもさらに優れたスキームが無いかを検討し,超短レーザーパルス列を用いた新しい偏極スキームを考案した。エキゾチック原子の一種であるミュオニウムにこの新スキームを適用したところ, 5ナノ秒間隔で5つの1ピコ秒パルスを照射することにより, 80%もの高偏極を得られる事が理論的にわかった。

研究成果

• [雑誌論文] A scheme to polarize nuclear-spin of atoms by a sequence of short laser pulses : application to the muonium (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 26 ページ: 27468-27480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong field ionization of a heteronuclear diatomic molecule (2010)
  • 著者名/発表者名: Xianghe Ren and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A82 ページ: 063410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of filament and plasma channel by the Bessel incident beam in Ar gas : role of the outer part of the beam (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhenming Song and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 18 ページ: 12923-12938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiphoton ionization of the calcium atom by linearly and circularly polarized laser fields (2010)
  • 著者名/発表者名: Gabriela Buica and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Phys Rev 巻: A 81 ページ: 043418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of attosecond XUV pulses utilizing a broadband UV-VUV pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Chen, Ryuji Itakura, and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 18 ページ: 2020-2035
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Step Toward Ultrafast Nuclear-Spin Polarization : All-optical Control and Direct Detection of Ultrafast Electron-Spin Polarization Using Femtosecond Laser Pulses (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima, Yukari Matsuo, and Tohru Kobayashi
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: Vol.1149 ページ: 876-879
• [雑誌論文] Characterization of attosecond XUV pulses from photoelectron spectra of atoms (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun Chen and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Laser Physics 巻: 19 ページ: 1586-1590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse-mode dependence of femtosecond filamentation (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhenming Song, Zhigang Zhang, and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 17 ページ: 12217-12229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the carrier-envelope phase on atomic ionization by the pulse train in the multiphoton-ionization regime (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A 79 ページ: 043414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast nuclear spin polarization for isotopes with large nuclear spin (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima
  • 雑誌名: J. Opt. Soc. Am 巻: B 26 ページ: 572-580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiphoton ionization through the triplet states of Mg by linearly and circularly polarized laser pulses (2009)
  • 著者名/発表者名: Gabriela Buica and Takashi Nakajima
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A 79 ページ: 013419
  • 査読あり
• [学会発表] 分子の高強度光イオン化における量子干渉効果-異核2原子分子と等核2原子分子の違い- (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Ren, 中嶋隆
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 超高速イオン化によるイオン状態コヒーレンスの生成(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110324-27
• [学会発表] 超短レーザーパルス列によるスピン偏極:ミュオニウムへの応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110324-27
• [学会発表] 重ね合わせガウスビームによるフェムト秒フィラメント (2011)
  • 著者名/発表者名: 宋振明, 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110324-27
• [学会発表] Attosecond photoelectron-SPIDER using a two-color pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Chen, Ryuji Itakura, and Takashi Nakajima
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101520
• [学会発表] Polarizing nuclear-spin by a sequence of short laser pulses : application to polarize muonium (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima, Yukari Matsuo, and Tohru Kobayashi
  • 学会等名: The 19th International Spin Physics Symposium(SPIN2010)
  • 発表場所: Julich, Germany
  • 年月日: 20100927-1002
• [学会発表] Can coherence be produced upon ionization? (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima
  • 学会等名: IVth International Conference on Frontiers of Nonlinear Physics(FNP2010)
  • 発表場所: Nizhny Novgorod, Russia
  • 年月日: 20100713-20
• [学会発表] Attosecond photoelectron-SPIDER using a VUV pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Chen, Ryuji Itakura, and Takashi Nakajima
  • 学会等名: 19th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 10)
  • 発表場所: Brasil
  • 年月日: 20100705-09
• [学会発表] Role of the outer part of the beam for the formation of filament : Gaussian beam versus Bessel beam (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhenming Song and Takashi Nakajima
  • 学会等名: 19th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 10)
  • 発表場所: Brasil
  • 年月日: 20100705-09
• [学会発表] Ultrafast nuclear-spin polarization in ions : fate of ions after the fast electron ejection (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima
  • 学会等名: Workshop on Entanglement and Quantum Control
  • 発表場所: Qufu, China
  • 年月日: 20100607-10
• [学会発表] 超高速イオン化によるイオン状態コヒーレンスの生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] 1光子共鳴1光子イオン化によるアト秒光電子SPIDER : energy-shear量による再構築パルスの忠実度の違いについて (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, 板倉隆二, 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] Change of ultrafast nuclear-spin polarization upon photoionization by short laser pulses (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakajima, Yukari Matsuo, sand Tohru Kobayashi
  • 学会等名: 3th International Workshop on Polarized Sources, Targets & Polarimetry(PSTP09)
  • 発表場所: Ferrara, Italy
  • 年月日: 20090907-11
• [学会発表] Transverse-mode dependence of femtosecond filamentation (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhenming Song, Zhigang Zhang, and Takashi Nakajima
  • 学会等名: 18th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 09)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20090713-17
• [学会発表] パルス列による原子イオン化の位相依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20090330-0402
• [学会発表] Characterization of attosecond XUV pulses from photoelectron spectra of atoms (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20090330-0402
• [学会発表] Transverse-mode-dependence of Femtosecond Filamentation (2009)
  • 著者名/発表者名: Z. Song, 中嶋隆
  • 学会等名: 春期第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20090330-0402