ヘリウムナノ液滴

ヘリウム液滴はナノサイズの超流動体です。超流動という巨視的量子現象が原子分子スケールで発現するさまを研究する絶好の研究対象です。このヘリウム液滴に内包した原子や分子は瞬時に温度0.4Kまで冷却され、かつその内部自由度は、凝縮相中という常識を覆して、気相同様の環境下に保たれます。

我々は原子分子物理学・原子分子分光学の手法を駆使して、この不思議なナノ液体の性質や、内包した分子及び分子イオンの性質に迫ります。中性分子だけではなく、分子イオンにも研究対象を広げています。

超放射・超蛍光

超放射はDickeにより提案された協同的な光放出現象で、通常の自然放出とはパルス性・強度の粒子数依存性・強い異方性といったコヒーレンスを伴う光放出である点で異なるものです。この超放射の研究を、X線自由電子レーザーSACLAを励起光源として進めています。ある特殊な条件で起こる超放射を特に超蛍光と呼びます。

また最近は、イオンビームを用いた新たな超放射現象の観測を目指して実験室での研究を開始しました。ビームの持つ高い制御性を活かして、初めてのイオンビーム超放射観測を目指します。

冷却分子・イオン

我々は分子やそのイオンを冷却する手法の開発に取り組んでいます。中性原子に対して開発された極低温冷却法をそのまま分子に当てはめることはできません。多様な自由度をもつ分子を自由空間で冷却し、分子の真の姿の解明を目指します。

また分子イオンの低温環境での振る舞いは、さまざまな分野で明らかにされるべき課題です。我々は開発したイオントラップを元に新たな分光法の適用を目指しています。

イオン蓄積リング

イオン蓄積リングを用いた分子イオン研究では、長時間に亘る分子の振る舞いを孤立環境下で追跡することができます。これまで理化学研究所の静電型極低温イオン蓄積リングを用いて、分子イオンの振動及び回転輻射冷却の研究を進めてきました。引き続きイオン蓄積リングを用いた研究を進め、独自の遅いダイナミクス観測により分子イオンに迫ります。