高強度レーザー場中の分子の時間依存配置間相互作用法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656043
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344025)
• 研究分担者: 佐藤 健 東京大学, 工学系研究科, 特任助教 (30507091)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: アト秒科学 / 高強度場現象

研究概要

超短パルス高強度光源を用いて電子の運動を直接観測・操作するアト秒技術が急速に発展している。特に、多電子の効果や電子相関への関心が高まっている。
本研究では、まず、アト秒極端紫外光パルスによる励起ヘリウム原子の電離を、厳密な時間依存シュレーディンガー方程式計算によって研究した。その結果、内側から出ていく電子が残る電子に衝突するノックアップ現象を発見した。
さらに、電子系を閉殻構造を保つコア電子と外場に強く揺さぶられるアクティブ電子に分け、時間依存完全活性空間自己無撞着場法という画期的な第一原理計算手法を導出した。これにより、厳密計算より少ない計算量で、正確なシミュレーションをすることができる。

研究成果

• [雑誌論文] Time-dependent complete-active-space self-consistent field method for multielectron dynamics in intense laser fields (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sato and K. L. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 88 ページ: 023402
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.88.023402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron angular distribution and phase in two-photon single ionization of H and He by a femtosecond and attosecond extreme-ultraviolet pulse (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa and K. Ueda
  • 雑誌名: Appl. Sci 巻: 3 ページ: 189-213
  • DOI: 10.3390/app3010189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron Angular Distributions for Two-photon Ionization of Helium by Ultrashort Extreme Ultraviolet Free Electron Laser Pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ma, K. Motomura, K. L. Ishikawa, S. Mondal, H. Fukuzawa, A. Yamada, K. Ueda, K. Nagaya, S. Yase, Y. Mizoguchi, M. Yao, A. Rouzée, A. Hundermark, M. J. J. Vrakking, P. Johnsson, M. Nagasono, K. Tono, T. Togashi, Y. Senba, H. Ohashi, M. Yabashi, and T. Ishikawa
  • 雑誌名: J. Phys. B 巻: 46 ページ: 164018
  • DOI: 10.1088/0953-4075/46/16/164018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attosecond cascades and time delays in one-electron photoionization (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sukiasyan, K. L. Ishikawa, and M. Ivanov
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 86 ページ: 033423
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.86.033423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doubly differential diffraction at a time grating in above-threshold ionization : Intracycle and intercycle interferences (2012)
  • 著者名/発表者名: D. G. Arbo, K. L. Ishikawa, E. Persson, and J. Burgdorfer
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. B 巻: 279 ページ: 24-30
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2011.10.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competition of resonant and nonresonant paths in resonance-enhanced two-photon single ionization of He by an ultrashort extreme-ultraviolet pulse (2012)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa and K. Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 033003
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.033003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amplitude and phase reconstruction of electron wave packets for probing ultrafast photoionization dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. T. Kim, D. H. Ko, J. Park, N. N. Choi, C. M. Kim, K. L. Ishikawa, J. Lee, and C. H. Nam
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 093001
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.093001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second-order autocorrelation of XUV FEL pulses via time resolved two-photon single ionization of He (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Moshammer, Th. Pfeifer, A. Rudenko, Y. H. Jiang, L. Foucar, M. Kurka, K. U. Kühnel, C. D. Schröter, J. Ullrich, O. Herrwerth, M. F. Kling, X.-J. Liu, K. Motomura, H. Fukuzawa, A. Yamada, K. Ueda, K. L. Ishikawa, K. Nagaya, H. Iwayama, A. Sugihara, Y. Mizoguchi, S. Yase, M. Yao, N. Saito, A. Belkacem, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, and T. Togashi
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 19(22) ページ: 21698-21706
  • DOI: 10.1364/OE.19.021698
  • 査読あり
• [学会発表] 強光子場によるレア・イベ ント制御に向けた, 多電子ダイナミクスの第一原理計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス, 神奈川県平塚市
  • 年月日: 20140327-30
  • 招待講演
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクス : 一般的な時間依存多配置理論 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健, 石川顕一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川県相模原市
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Multielectron Dynamics in Intense Laser Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: Gordon Research Conference (GRC) on Photoionization and Photodetachment : Probing Electronic and Nuclear Dynamics
  • 発表場所: Hotel Galvez, Galveston, TX, USA
  • 年月日: 20140223-38
  • 招待講演
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクスの第一原理シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一, 佐藤健, 澤田亮人
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第34回年次大会シンポジウム : 新しいコンセプトに基づく時短パルスレーザー
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 福岡県北九州市
  • 年月日: 20140120-22
  • 招待講演
• [学会発表] Multielectron Dynamics in Intense Laser Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: International Workshop on Theory for Attosecond Quantum Dynamics (IWTAQD) 10, The University of Electro-Communications
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-01-24
  • 招待講演
• [学会発表] 高強度超短パルスレーザー場中の多電子ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野2x分野5異分野交流研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構分子科学研究所, 愛知県岡崎市
  • 年月日: 20131113-14
  • 招待講演
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクスの第一原理シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: 新しい光科学の創成とナノ情報デバイスへの展開研究会
  • 発表場所: 東北大学ナノスピン実験施設, 仙台市, 宮城県
  • 年月日: 20131015-16
  • 招待講演
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクス : TD-CASSCF 法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健, 石川顕一
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会(理論・計算)
  • 発表場所: 京都テルサ, 京都府
  • 年月日: 20130924-27
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクス : 時間依存 CASSCF 法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健, 石川顕一
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会(4.4 超高㏿高強度レーザー)
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス, 京都府
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Time-dependent complete-active- space self-consistent field method for multielectron dynamics in intense laser fields (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, K.L. Ishikawa
  • 学会等名: 4th International Conference on Attosecond Physics (ATTO2013)
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20130708-12
• [学会発表] Time-Dependent Complete Active-Space Self- Consistent Field Method for Multielectron Dynamics in Intense Laser Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sato and K. L. Ishikawa
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR) 2013
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
  • 年月日: 20130630-0704
• [学会発表] Time-dependent complete-active-space self-consistent field method for multielectron dynamics in intense laser fields (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sato and K.L. Ishikawa
  • 学会等名: 11th European Conference on Atoms, Molecules and Photons 2013 (ECAMP11)
  • 発表場所: Aarhus University, Aarhus, Denmark
  • 年月日: 20130624-28
• [学会発表] Time-dependent complete-active-space self-consistent-field method for multielectron dynamics in intense laser fields (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sato
  • 学会等名: International Workshop on Theory for Attosecond Quantum Dynamics (IWTAQD) 9
  • 発表場所: University of Electro-Communication, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] Multielectron dynamics in intense laser fields : TD-CASSCF and TD-APSG approaches (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sato and Kenichi L. Ishikawa
  • 学会等名: International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 7
  • 発表場所: Univ. of Electro-Communications, Chofu, Japan
  • 年月日: 2013-01-31
  • 招待講演
• [学会発表] Competition of Resonant and Nonresonant Paths in Resonance-Enhanced Two-Photon Ionization of He by a Femtosecond Extreme-Ultraviolet Pulse (2012)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa and K. Ueda
  • 学会等名: 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP10)
  • 発表場所: Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica. Taipei
  • 年月日: 20121024-27
  • 招待講演
• [学会発表] Attosecond and femtosecond photoionization dynamics of He (2012)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWXCR) & ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences, ISSP
  • 発表場所: The University of Tokyo, Kashiwa, Japan
  • 年月日: 20120627-29
  • 招待講演
• [学会発表] Attosecond dynamics of inner-shell ionization of an excited helium atom (2012)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa, S. Sukiasyan, and M. Ivanov
  • 学会等名: International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 6
  • 発表場所: Univ. of Electro-Communications, Chofu, Japan
  • 年月日: 2012-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Multiconfigulational wavefunction approaches to electron dynamics in intense laser fields (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sato and Kenichi L. Ishikawa
  • 学会等名: International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 5
  • 発表場所: Univ. of Electro-Communications, Chofu, Japan
  • 年月日: 2012-07-05
  • 招待講演
• [学会発表] 超短パルス極端紫外光によるヘリウム原子のイオン化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: 超高㏿光エレクトロニクス時限研究専門委員会第3回研究会
  • 発表場所: 東京大学物性研究所(柏キャンパス), 千葉県
  • 年月日: 2012-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 超短パルス極端紫外光によるヘリウムの2光子電離における共鳴パスと非共鳴パスの競合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一, 上田潔
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス, 東京都
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 強レーザー場中の多電子ダイナミクス : 時間依存GVB法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健, 石川顕一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス, 東京都
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Ionization of He by ultrashort extreme ultraviolet pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: K. L. Ishikawa
  • 学会等名: International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 4
  • 発表場所: Univ. of Electro-Communications, Chofu, Japan
  • 年月日: 2012-02-03
  • 招待講演
• [学会発表] Multi- electron dynamics in intense laser fields : Simple multi- configurational time- dependent approaches (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sato
  • 学会等名: International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 4
  • 発表場所: Univ. of Electro-Communications, Chofu, Japan
  • 年月日: 2012-02-03
  • 招待講演
• [学会発表] 超短パルス極端紫外光によるヘリウムの2光子電離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一, 上田潔
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンフェレンスセンター, 宮城県
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] Competition of sequential and direct paths in two- photon ionization of He (2011)
  • 著者名/発表者名: K.L. Ishikawa, et al
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions, Belfast
  • 発表場所: Northern Ireland, UK
  • 年月日: 20110727-0802
• [学会発表] Competition of sequential and direct paths in two- photon ionization of He (2011)
  • 著者名/発表者名: K.L. Ishikawa, et al
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12)
  • 発表場所: Conference Hall, Hokkaido University, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 20110703-06
• [学会発表] 超短パルス極端紫外光によるヘリウム原子のイオン化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: レーザー学会第420回研究会 : 短波長光の発生とその応用
  • 発表場所: KKRホテル熱海, 静岡県
  • 年月日: 2011-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 超短パルス極端紫外光によるヘリウム原子のイオン化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川顕一
  • 学会等名: ミニシンポ : 第一原理計算科学の最前線
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所科研棟S棟2階セミナー室, 宮城県
  • 年月日: 2011-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] 量子化学的手法による強光子場現象の第一原理シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健
  • 学会等名: ミニシンポ : 第一原理計算科学の最前線
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所科研棟S棟2階セミナー室, 宮城県
  • 年月日: 2011-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] 強光子場中の電子ダイナミクス : 電離過程の時間依存量子化学シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健, 石川顕一
  • 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, 北海道
  • 年月日: 2011-09-23
• [備考]
  • URL: http://ishiken.free.fr