強レーザー場中の分子内プロトン加速機構の基礎理論

强激光场分子内质子加速机制的基础理论

基本信息

批准号：
09F09238
负责人：
山内薫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度も引き続き、二つのテーマで研究を行った。昨年度から始めた第1のテーマは、強光子場における分子ダイナミクスを古典力学によって記述することである。この方法によって、高強度の数サイクルレーザーパルスとH_3^+分子の相互作用のモデルを構築し、実験で得られた運動エネルギースペクトルの定性的特徴を再現することに成功した。我々は、このようなモデルを、他の方法ではシミュレーションできない大きな分子に適用することが可能であると考えている。我々の研究の結果はPhysical Review Letters誌に掲載され、それに続く成果を学術ジャーナルに投稿中である。第2の研究は、実験で見られた、強レーザーパルスに曝された炭化水素分子の高電荷状態について説明することを目的とした。目的達成のため、我々はサイズの小さいアセチレン分子の一次元モデルを用いることにした。いくつかの炭素と水素原子間の距離について時間依存的ハートリー・フォック方程式を解くことにより、炭素-水素原子間の距離が平衡距離の2倍に引き伸ばされたとき、イオン化する確率が大幅に増強されることを示すことができた。これは、実験結果とも一致するものである。我々の計算では、最大6個の電子が放出されることが示された。このような増強イオン化のメカニズムは、電子軌道が空間的に局在することに起因する。この研究結果についての論文は、Physical Review AのRapid Communicationに受理され、ウェブで公開されている。

今年，我们继续对两个主题进行研究。我们去年开始的第一个主题是使用经典力学描述强光子场中的分子动力学。该方法已用于构建一个模型，用于高强度多个周期激光脉冲与H_3^+分子的相互作用，并成功地再现了实验中获得的动能光谱的定性特征。我们认为，此类模型可以应用于无法通过其他方法模拟的大分子。我们的研究结果已发表在《物理评论杂志》杂志上，随后的结果目前已提交给学术期刊。第二项研究旨在解释实验中暴露于强激光脉冲的高电荷状态。为了实现我们的目标，我们决定使用一维小乙炔分子的一维模型。可以证明，解决几个碳和氢原子之间距离的时间依赖性的Hartley-fock方程，以表明当碳和氢原子之间的距离延长到平衡距离的两倍时，电离的可能性大大提高。这与实验结果一致。我们的计算表明，发出了多达六个电子。这种增强电离的机制是由于电子轨道的空间定位。关于这项研究结果的论文被物理评论A的快速沟通所接受，并已在网络上发表。