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量子物理学：パルス整形を用いた極端紫外領域における高強度場量子制御
Nature 636, 8042 doi: 10.1038/s41586-024-08209-y
強結合領域の光–物質相互作用を個別に調整することによって、最高1の効率で量子系の操作や制御が可能になり、その応用は量子情報から光化学まで多岐にわたる。長波長の放射光を用いれば価電子準位の所で強い光–物質相互作用が容易に誘起されるが、それに匹敵する現象が短波長で観測され、高励起された多電子状態や内殻電子状態を利用できるようになったのはつい最近である。しかし、短波長での高強度場過程の量子制御は、極端紫外（XUV）領域やX線領域でのパルス整形技術がないことから、これまで不可能であった。今回我々は、シード型自由電子レーザー（FEL）であるFERMIのパルス整形法を利用して、ヘリウム原子の超高速ラビ・ダイナミクスの高強度場量子制御を高忠実度で実証する。今回の手法によって、これ以外の場合には実験的なオブザーバブルでは捉えられない、イオン化連続領域の強力なドレッシングが明らかになった。後者は、全イオン化率の制御を実現するのに利用され、XUVや軟X線での多くの実験への応用が期待される。今回の結果は、高強度で数フェムト秒からアト秒のXUVから軟X線の光源における最近の進歩を活用することで、リアルタイムで内殻電子過程と電子相関現象を効率的に操作し、それらを選択的に制御する道を開く。
