NTTと東京理科大，アト秒パルスを用いた内殻電子の動きの観測に成功

日本電信電話（NTT）と東京理科大学の研究グループは，単一アト秒パルスを用い，これまで観測することが困難だった「内殻電子」の動きを観測することに成功した（ニュースリリース）。

これは，アト秒の時間幅を持つ極端紫外光パルスの発生・評価技術と，スペクトル位相干渉法と呼ばれる電子の運動に関する情報を引き出す計測技術を組み合わせることで，極めて高速なストロボ撮影法を確立したものであり，振動周期，位相，緩和時間といった内殻電子の動きに関する全ての情報を取得可能なことを特徴としている。

内殻電子の双極子の動きを観測するためには，単一アト秒パルスをサンプル（実験にはガス状のネオン原子を使用）に照射し，二つの光パルス（単一アト秒パルス及び内殻電子が作る双極子応答からの光放射）が構築するスペクトル干渉波形を計測する。単一アト秒パルスの発生には，二重光学ゲート法（DOG法）を用いた。

このスペクトル干渉波形には，ネオン原子における内殻電子の作る双極子応答の情報が全て含まれており，この波形から，単一アト秒パルスの情報を差し引くことによって，内殻電子の作る双極子応答の情報を抽出することができる。

スペクトル干渉波形から差し引くべき，単一アト秒パルスの情報を求めるため，アト秒ストリーク法と呼ばれる評価技術を用いて，DOG法で発生させた単一アト秒パルスを評価した。この計測により，発生させた単一アト秒パルスのパルス波形（パルス幅），スペクトル波形及びその位相のすべての情報を決定することができた。

さらに実験ではネオン原子の2s-3p遷移によって作られる「内殻電子」の双極子放射のパルスと，単一アト秒パルスが作るスペクトル干渉波形を計測。このスペクトル干渉波形から，スペクトル位相干渉法を用いて，アト秒パルスの情報を差し引き，「内殻電子」の「動き」を決定した。

今回の成果は，内殻電子の動きが関わる新たな超高速物性の探索，内殻電子を制御する新たな極限的高速デバイスや化学反応制御の開拓につながるものと期待されている。

※実験の詳細・結果についてはこちら。