Exploring and controlling of extremely slow dynamics in isolated quantum few-body systems

孤立量子少体系统中极慢动力学的探索和控制

• 批准号: 21H04447
• 负责人: 東 俊行
• 金额: $ 27.37万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04447/
• 关键词: 量子少数多体系; 励起ダイナミクス; 一分子; イオン蓄積リング

真空中に孤立した1分子イオンという少数多体系の内部量子状態に関して、小型分子イオンの数10秒から数10分の長い時間領域において現れる、電子・振動・回転準位における励起・脱励起ダイナミクスを研究する。励起されたこれら分子の内部エネル ギー散逸過程は、それぞれの自由度間のカップリングを含めて電子構造や分子構造などの固有の特性を反映する。この過程を理解することは、 基礎的な量子少数多体系ダイナミクスとして興味深いばかりでなく、応用面での重要性も高い。このような数分以上の極めて遅い時間領域の量子ダイナミクスが、従来の理論的枠組みで説明されるのか、さらにその理解を基礎とした能動的制御ができるのかという問いに答えるために、極低温イオン蓄積リングを利用して、黒体輻射を抑制した4K温度環境下に分子イオンを保持し、様々なレーザーを組み合わせた時間分解精密分光により準位ごとの変化を観測・制御する。これにより、異なった自由度へのエネルギー移動、レーザー を用いた能動的な冷却、さらに複数の準位モード間の干渉の観測を通して、極めて遅い量子ダイナミクスを探索・制御する新たな研究領域を開拓する。本年度は、3原子分子正イオンN2O+ の振動モード間相互作用によるフェルミ共鳴ダイナミクス観測に取り組んだ。計画通りに、フェルミ共鳴で結合した状態のほうが結合してない場合よりも相対的に寿命が伸びることを数秒の寿命観測を実際に行って確認した。

Vacuum に isolated し た 1 molecular イ オ ン と い う の internal quantum state more than a few system に masato し て, small molecular イ オ ン の number 10 seconds か ら number 10 の い long time domain に お い て now れ る, electronic, vibration, back to planning must に お け る wound up, to take off the wound up ダ イ ナ ミ ク ス を research す る. Wound up さ れ た こ れ ら molecular の internal エ ネ ル ギ ー は dissipative process, そ れ ぞ れ の freedom between の カ ッ プ リ ン グ を containing め て electronic structure や molecular な ど の inherent の を reflect す る. を こ の process understanding す る こ と は, basic quantum system of more than a few ダ な イ ナ ミ ク ス と し て tumblers deep い ば か り で な く, 応 use で の も い high importance. こ の よ う な number points の め て 遅 い time domain の quantum ダ イ ナ ミ ク ス が 枠 group, 従 の theory み で illustrate さ れ る の か, さ ら に そ の understanding を と し た active suppression が で き る の か と い う asked い に answer え る た め に, extremely low temperature イ オ ン accumulation リ ン グ を using し て, black body radiation を suppression し た に points in 4 k temperature environment Child イ オ ン を keep し, others 々 な レ ー ザ ー を group み close わ せ た time precision spectral decomposition に よ り quasi a ご と の variations change を 観, measuring system, royal す る. こ れ に よ り, different な っ た freedom へ の エ ネ ル ギ ー mobile, レ ー ザ ー を with い た motile な cooling, さ ら に plural の quasi a モ ー ド の between dry involved の 観 を flux measurement し て, extremely め て 遅 い quantum ダ イ ナ ミ ク ス を exploration, suppression す る new た を な research to develop す る. は this year, three atoms are イ オ ン N2O + の vibration モ ー ド interaction between に よ る フ ェ ル ミ resonance ダ イ ナ ミ ク ス に 観 test group take り ん だ. Project general り に, フ ェ ル ミ resonance で combining し た state の ほ う が combining し て な い occasions よ り も phase of seaborne に life が stretch び る こ と を seconds を の 観 life test be interstate に line っ て confirm し た.

项目成果

Photodetachment Spectroscopy of Highly Excited \(\text{C}_{2}^{ - }\) and Their Temporal Evolution in the Ion Storage Ring RICE

• DOI: 10.7566/jpsj.91.084302
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: M. Iizawa;S. Kuma;N. Kimura;K. Chartkunchand;Sakumi Harayama;T. Azuma;Y. Nakano

極低温静電型イオン蓄積リング RICE を用いた N2O+ の輻射振動冷却 V

使用低温静电离子存储环 RICE V 对 N2O+ 进行辐射振动冷却

• 发表时间: 2022
• 作者: 原山朔弥;木村直樹;久間晋;Kiattichart Chartkunchand， 飯澤正登実;山口貴之;中野祐司;東俊行
• 通讯作者: 東俊行

理研開拓研究本部 東原子分子物理研究室

RIKEN先锋研究总部东部原子分子物理实验室