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本研究は、物質の量子力学的な波の性質が失われて行く過程(デコヒーレンス)を、超音速ジェット中の孤立分子集団、極低温パラ水素固体中の不純物分子、およびバルク固体といった様々な環境下で検証し、分子科学の立場から量子-古典境界に関する理解を深める事を目的としている。
我々のアト秒位相変調器(APM)は、真空チャンバー内で高度に安定化されたマイケルソン型干渉計である。APM内の二つの光路のうち、一方の光路には、気体セルが挿入されており、この圧力を調節することによって二つのフェムト秒(fs)レーザーパルスの相対位相をアト秒レベルの安定性と分解能で操作することができる。本年度は、APMと超音速ビーム中のヨウ素分子を組み合わせたデコヒーレンスシミュレーター実験を進めた。具体的には、APMから出力されたfsレーザーパルス対のうち、1発目のパルスによってヨウ素分子のB状態ポテンシャル上に振動波束が発生した後に、高強度赤外fsレーザーパルス(decohereパルス)でポテンシャルに動的な歪みを加え、その後2発目のパルスによってできた2個目の波束と1個目の波束とのインターフェログラムを測定した。その結果、decohereパルスによって波束の量子位相がずれる事、さらにdecohereパルスのタイミングを調節する事により、位相のずれ方を制御できることが明らかになった。さらに、APMを用いた量子干渉実験を、液体ヘリウムクライオスタット内に作製した固体パラ水素中の非局在化したバイブロン状態に対して行い、二つのバイブロン波動関数の干渉を制御する事に成功している。
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