アト秒レーザーによる高分解能での複素数の波動関数の可視化に成功

2022年12月27日
早稲田大学

本発表の詳細は、早稲田大学のホームページをご覧ください。
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■発表のポイント
・アト秒レーザーを用いることで、複素数の電子波動関数の詳細な構造を可視化した。
・電子密度分布だけではなく、電子の「位相」分布の測定に成功した。
・アト秒レーザーパルスの発生方法を制御し、２つの過程の干渉を用いることで、これまで分からなかった運動量空間での電子波動関数の詳細な構造を高分解能で明らかにした。
・そのことにより、量子コンピューター等の計算アルゴリズムの発展・検証や、複素数の波動関数測定による、新たな物質解析と超高速の量子制御法の開発が期待される。

早稲田大学理工学術院の新倉　弘倫（にいくら　ひろみち）教授 (リンク ») らは、カナダ国立研究機構のD. M. Villeneuve博士と共同で、アト秒レーザーによりネオン原子から放出された電子の波動関数を、位相分布も含めて高分解能で可視化する方法を開発しました。電子の「位相」と「振幅」がどのように分布しているのかがわかることで、「複素数」の電子波動関数を可視化することができます。本研究により、様々な物質の構造や機能がどのように発現しているのかを、波動関数の観点から解き明かすことが期待されます。
本研究成果は、アメリカ物理学会発行の『Physical Review A (リンク ») 』に、“High-resolution attosecond imaging of an atomic electron wavefunction in momentum space (リンク ») ” として、2022年12月23日（金）にオンラインで掲載されました。