東京大学 大学院理学系研究科教授の五神真氏および東京農工大学 大学院工学研究院教授の三沢和彦氏らは，光の持つ電場の向きと大きさの時間変化を自在に制御できる手法を，世界で初めて実現した。これは光を用いて物質を分子原子レベルで操作するための重要な成果。

光が物質に当たると，物質中のイオンや電子は光の電場に沿った方向に動かされる。この電場の向きや大きさを自由に変化させられれば，イオンや電子の運動を自在に操作できると考えられている。また，このような光を当てることで物質の組成や構造を精密に分析したり，物質を光で変化させたりすることが可能となる。しかし，光の電場の向きと大きさの時間変化を完全に自在に制御するのは，可視光の周波数領域においてすら前例がなかった。

今回研究グループは，可視光よりも100分の1ほど低い周波数を持つテラヘルツ光を発生させるために，結晶に照射する可視光レーザの振動方向と振幅の時間変化を制御することで，テラヘルツ光の電場の向きと時間波形を自在に制御することに成功した。

具体的には，テラヘルツ光パルスの発生に用いる可視光レーザパルスの電場の振動方向を時間変化させ，そのレーザを3回回転対称性という性質を持つ結晶に入射することで，発生したテラヘルツ光の電場の振動方向を操作できるという新しい方式を考案した。

テラヘルツ光は物質の構造の骨格となるイオンや分子を動かすことを得意とするため，テラヘルツ光の電場の向きや大きさの時間変化を自由に設計できるようになれば，物質構造の制御に大きく近づくことが期待されている。

また，目的のテラヘルツ波を得るために可視光レーザパルスに必要な条件を求める逆問題を解くアルゴリズムも新たに考案した。今回の成果は，光を自在に制御する手法を開拓するという基礎的意義にとどまらず，テラヘルツ光の応用の可能性を大きく広げるもの。

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