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物理:相関した波束対を用いてアト秒分解能で分子動力学を探る

Nature 421, 6925 doi: 10.1038/nature01430

最近、クリプトン原子の内殻励起状態寿命の測定にアト秒光パルスが用いられたように、一般に、より速い分光学的現象を測定するためには、より短いレーザーパルスが必要だと考えられてきた。しかし、量子エンタングルメントに着目することで、超高速の動力学過程を測定するための別なアプローチが可能になりそうだ。今回われわれは、D2の多光子的なイオン化によって生成したD2+の振動波束の運動を、イオン化の際に同時に生成する電子波束と核波束との間の相関を利用することにより、およそ200アト秒と0.05オングストロームの精度で数フェムト秒にわたって測定した。ここで、生成した電子波束は強力な赤外レーザー電場によって動かされ、電子の再衝突によって核波束の動きを検出する。われわれの結果は、研究の対象となる過程で相関した波束対が生成し、その一方が他方に対して制御可能であるなら、分光学的測定の時間分解能はレーザーのパルス幅によらないこと、同様に、空間分解能も焦点サイズやレーザー波長の制約を受けないことを示している。

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