【技術】水素分子の解離過程を8フェムト秒で制御 極端紫外アト秒パルス光によるコヒーレント制御の幕開け

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1: もろ禿HINE! ★@2016/09/22(木) 21:50:58.55 ID:CAP_USER

水素分子の解離過程を8フェムト秒で制御 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160920_4/
水素分子の解離過程を8フェムト秒で制御 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160920_4/digest/

水素分子(H2)は、水素原子(H)が2個結び付くことによって構成される最も簡単な構造の分子です。したがって、水素分子が水素原子2個に分離する過程(解離)は、最も簡単な化学反応と言えます。しかしこの解離過程は1種類ではなく、異なる解離過程を経て生じた水素原子は内部の電子の様子が異なり、それぞれ別の状態の水素原子として区別されます。最も簡単な化学反応であるにも関わらず、異なる解離過程を超高速で制御することはこれまで不可能でした。

このように分子の化学反応を制御する方法として、レーザー光を用いた手法が盛んに研究されてきました。これまでに可視光の数10フェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒、10-15秒)レーザー光を用いた制御方法が考案されてきましたが、光子エネルギーが低く(波長が長く)かつパルス幅の短縮が不十分であるといった問題がありました。

2015年に、研究チームは、3,000兆分の1秒という短い時間幅のパルスが並んだ「アト秒パルス列(APT)」(1アト秒は100京分の1、10-18秒)という特殊なレーザー光で水素分子をイオン化すると、水素分子イオン(H2+)が振動を始めるための準備時間が、従来考えられていた時間よりはるかに長いことを発見し、使用するパルスによってその準備時間を制御可能なことを示しました。このことから、実験系の改良を行うことで新たな水素分子イオン解離過程を見つけ、異なる解離過程を超高速で制御できるのではないかと考えました。

今回、研究チームは、実験系に改良を加えて集光強度を高めた極端紫外波長領域のAPTを水素分子に照射し、生じた水素イオンの運動量分布を測定しました。すると、異なる方向の運動量を持つ水素イオンを同時に観測することに成功しました。次に、APTを二つのビームに分け、二つのビームの遅延照射時間を少しずつずらしながら、各方向の水素イオンの生成量を測定しました(図)。その結果、片方の水素イオンの生成量が最大から最小になると同時に、もう片方の水素イオンの生成量が最小から最大へ変化する時刻が存在し、その変化がわずか8フェムト秒で生じることを見出しました。これは、水素分子イオンの基底状態における振動波束の振動周期の半分の時間に相当し、水素分子イオンが“最も縮んだとき”にAPTを照射した場合は片方の解離過程が優先され、“最も伸びたとき”にAPTを照射した場合はもう片方の解離過程が優先されることを意味しています。

今後、可視光レーザーではこれまで到達できなかった、多様な分子の励起状態の超高速ダイナミックスを利用した反応制御ができることが期待できます。

2: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 21:52:44.94 ID:VelU8CEM
日本語でおk

3: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 21:58:30.52 ID:r19Uh7yD
うむ、我輩の理論通りである

4: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:01:19.79 ID:9uY983ij
ほうら、水素水は効くんだよ

5: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:01:49.21 ID:2tPSsW0t
また一歩常温核融合に近づいたとか?

7: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:08:18.08 ID:loEE0t2y
千兆分の1秒から147億年とか時間の概念を実際に認識できる
人間ってやっぱすげーよな

8: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:08:31.60 ID:hsoHJsX4
分子同士のエネルギーを伝える時間が8フェムト秒か。

9: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:08:43.94 ID:2VG4+F8x

捧げる

って打とうとして しげる になるとこだった 危なかった

10: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:11:55.52 ID:hsoHJsX4
4フェムト秒に照射した場合が気になる。

11: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:19:30.10 ID:CUVyloyC
だと思ってたよ

12: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 22:27:41.43 ID:h0StD32C
これはちょっと引くわ

14: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 23:13:50.20 ID:cpTTIouB

今回、研究チームは、実験系に改良を加えて集光強度を高めた極端紫外波長領域のAPTを水素分子に照射し、生じた水素イオンの運動量分布を測定しました。すると、異なる方向の運動量を持つ水素イオンを同時に観測することに成功次に、APTを二つのビームに分け、
二つのビームの遅延照射時間を少しずつずらしながら…

上に書いてる照射時間ってどうやってズラすの?
光路長帰るの?
だれか光学屋さん教えてちょ

15: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/22(木) 23:18:30.09 ID:3BV7jHVr
>>14
そりゃ光速を測定する実験の応用でやるんじゃねえの?(超適当)

25: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 03:50:42.42 ID:D3ez26w8
>>14
その通り

32: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 12:30:26.32 ID:qUP44KUH
>>25
こういうのって屈折率違うもの挟むんすか

34: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 12:56:30.33 ID:v3O7sMep
>>32
媒質挟むと波形が広がってしまうので
ビームスプリッタ通した後の一方の経路だけ単純に鏡を動かして距離を変える

35: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 13:01:58.33 ID:qUP44KUH
>>34
なるほど。
16: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 00:14:22.83 ID:Mga3//ym
光路長を変えればズレるっしょ

17: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 00:25:51.39 ID:Bn+tS4La
アト秒のパルスなんて、もうコヒーレントといえないんじゃね?

18: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 00:29:25.08 ID:Bn+tS4La
シュバルツシルト面上では時間の流れが止まるというのに矛盾してね?

19: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 00:51:15.79 ID:vLPEP+eu
まあ、フェムト秒アト秒系は期待はずれだった学問上位だけどね
計測としても大した事わからないし
制御も数原子いじって遊んでるだけ

20: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 02:03:40.41 ID:jzzfj1YF
おおよそ理論計算通りだな。

21: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 02:06:18.00 ID:jzzfj1YF
多様分子超弦励起縮退半径跳躍重力波超高速ダイナミックス反応制御

24: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 03:42:35.71 ID:XVNUBEcd
東方スレじゃねーじゃねーか

22: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 02:08:19.05 ID:jLFjfHba

>>1
今回は水素分子の解離だが化学反応全般への応用が期待できる技術
通常化学反応には複数の反応パターンが同時進行し複数の生成物ができる
このことは人からすればマイナス面として働く(反応速度低下と純度低下)
それゆえ、いかに反応パターンを少ない条件を選択するか模索してきた

今回の技術が広く応用できれば今まで実現しなかった選択的反応や高速化が実現できるかもしれない
まだまだ基礎技術の始まりに過ぎないが

23: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 02:15:21.71 ID:jzzfj1YF
>>22
わかりやすい。

39: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/26(月) 14:48:30.98 ID:LNql1f2u
>>1
フェムト?ナニソレ?って、
フェムトがSIであることすら忘れてたわ。

27: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 09:35:52.95 ID:zRhBvhGo
化学実験のツールが新たにできたってニュースか

28: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 09:39:52.32 ID:r0CtPrr/
エジプトの神がいっぱいいそうなスレタイ

29: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 09:50:55.40 ID:qUP44KUH
アンチ期待できますさんマダー?

30: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 10:10:41.07 ID:yvQEs2m+
1stガンダムで説明してくれ

33: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 12:38:00.30 ID:SPHeZwQ9
>>30
マグネットコーティング前のガンダムに真っ二つに斬られたザクの破片はすごいスピードで吹っ飛んでいくが
マグネットコーティング後のガンダムに斬られたザクの破片はゆっくり吹っ飛んでいく

31: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 10:37:14.04 ID:K+VAGr4v

「アト秒のパルストレイン」だからもともとパルス列なんだろ。

極短パルスやってんのここ以外にどっかある?
コバタカさんまだご存命?

36: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/23(金) 18:56:00.83 ID:oyIbcoIC
フェムトの下がまだあったのね

37: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/24(土) 13:01:18.92 ID:owL0g8My
>>36
なくなりそうになったら作る

38: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/26(月) 14:24:13.50 ID:sycXJ5gT
グルーチョ

40: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/26(月) 14:51:41.74 ID:9uu1yZRB
スイスの加速器が作動してるのか

41: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/26(月) 15:04:38.51 ID:toSEuzQo
酸素と水素に高効率で分解できないかな。

42: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/09/30(金) 21:57:44.45 ID:BTvbpZ5+
なるほど、極端紫外アト秒パルス光によるコヒーレント制御の幕開けなのか、すごいなー

43: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/10/04(火) 11:50:07.54 ID:TmTtXzU/
極短のタイポだよな?

44: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/10/04(火) 22:11:35.21 ID:xgrc7p9C
Extreme Ultra-Violet だから極端紫外で正しい

45: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/10/28(金) 15:22:21.24 ID:0fIlx0wV
言っていることがひとつも理解できないw

46: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2016/10/28(金) 17:27:28.07 ID:26AWyW/O
へぇ、できるようになったんだ

http://anago.2ch.sc/
test/read.cgi/scienceplus/1474548658/0-


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