Transformation dynamics of spatio-temporal coherence of high-harmonic generation in terms of complex spectral analysis

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高強度入射レーザー場と電子との非線形相互作用による高次高調波発生に対して、レーザー場による電子の励起から高調波発生までを一連の量子散逸過程として捉え、電子の散逸過程と放射光の 複合的な運動をコンシステントに扱う高次高調波発生の理論を構築している。不可逆過程を力学的に基礎づける拡張ヒルベル ト空間における複素固有値問題に対してフロケーの方法を適用し、高調波発生過程の解析に向けた基礎理論の構築を進めている。2022年度においては、2021年度に引き続き、高強度外場による電子系と電磁場の強い相互作用の結果重要となる仮想遷移相互作用の効果を取り入れた外場駆動下での光自発放射過程について研究を行った。2021年度の研究によりシンプレクティック空間におけるリウビリアンの複素固有スペクトルには、パラメトリック分岐点と散逸による共鳴特異性の２つの分岐点が共存することがわかっていたが、2022年度には、これらの分岐点に分かれた各領域で光子放射スペクトルに特徴的な違いが現れることを、共同研究者の神吉一樹氏とともに明らかにした。この結果は、レーザー学会のレーザー研究2023年5月号に掲載されることとなった。さらに、この系が持つ２つの質的に異なる不安定性の起源をシンプレクティック幾何学的な見地から解明する研究を進めた。その結果、複素固有モードへの変換が分岐点を境として非ユニタリ変換へ変わり、量子真空状態がヒルベルト空間から艤装ヒルベルト空間に属する超関数としての意味に変わることを明らかにした。