原子の3電子光過程の研究

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水素様原子におけるシュタルク効果は、量子力学の草創期以来良く理解されているといえよう。対して、電子相関に強く支配される原子系に対するDC電場の効果の研究は、最近はじめられたばかりである。特に外場の影響と電子相関の強さが拮抗する領域での光励起と崩壊のダイナミックスは興味深い。装置の立ち上げは主として前年度に行われ、反応領域に100kV/cmに及ぶ強いDC電場をかけることが出来る放射光原子光イオン化装置が立ち上げられ光イオン測定が行えるようになった。本年度は、さらに蛍光、準安定原子、の検出系の調整をすすめた。前年度の成果は、主としてヘリウムの2電子光励起共鳴について、光イオン検出によって得られたものである。高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設(Photon Factory)において予備的な実験を行った後に、米国Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)の第3世代放射光実験施設Advanced Light Source(ALS)に装置を持って行って高分解能測定を行った。予想された共鳴のエネルギー位置のずれおよび形状変化に加えて、数多くの通常は禁制になっている遷移が出現した。これらには最も新しい理論計算と比較してかなりのずれがみられ、蛍光チャンネルおよび3重項の考慮、など、瑛論計算の改善を示唆するものであった。この成果はPhysical Review Letters及び関連学会等において発表した。この仕事が契機となって、最近欧米の理論計算グループによる外電場を含む超球座標消計算の研究が盛んにおこなわれるようになった。本年度は、さらに蛍光測定に重点をおいた。特に特筆すべきは、ヘリウムの2電子励起状態の崩壊終状態チャンネルによって蛍光寿命が異なることを利用したlifetime resolved fluorescence spectroscopyの開発であった。高分解能データをN=3,4,5にいたるリュドベリ状態まで得ることができたので論文として発表した。さらに寿命自体の正確な測定も行い、論文を準備中である。寿命にたいする外電場の影響については、予備的なデータがえられたので本研究グループの新任ポスドクが研究を引き継ぐ予定である。