Spatio-temporal hierarchy in light-irradiated open many-body systems

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電荷・スピン結合系や自由電子系における非平衡ダイナミクスの解析を進め，主に以下の成果が得られた。(1)これまで，空間反転対称性を持つ三角格子上の遍歴磁性体に対して直線偏光を照射することでスピンカイラリティを持つ非共面的・非共線的磁気構造が現れることを示してきた。円偏光を照射した場合には偏光の左右に応じてスカラーカイラリティの符号が制御され，光強度に対して非摂動的(閾値的)・非単調的振る舞いを示すことが明らかになった。さらに，フロケ・グリーン関数法を適用して光照射下の各磁気秩序状態におけるエネルギーや運動量分布関数の解析を行い，フロケバンド間の混成や平衡状態とは異なる運動量分布関数が上記の振る舞いに関係していることを示唆する結果を得た。(2)昨年度までに電子波束を光電場で駆動することでエネルギーバンド構造を反映したエコーが発生することを示し，この成果をまとめた論文がPhysical Review Research誌に掲載された。これまでは電子波束が共鳴的に光励起される場合を取り扱っていたが，近年盛んに研究が進められている高次高調波発生においては電子波束が量子トンネル効果によって非摂動的に励起されるものと考えられている。この点に注目して，トンネル励起された電子波束を光駆動した際の実時間ダイナミクスの解析を行った。相対論的ディラック粒子に関して過去の先行研究で得られていた解析的な表式をバンド絶縁体に拡張することに成功し，光電場波形を適切に最適化することでフーリエ限界に迫るサブフェムト秒パルスが固体から発生しうることを示した。