186 研究領域の現状
光化学測定器開発研究部門（極端紫外光研究施設）
繁 政 英 治（准教授） （1999 年 5 月 1 日着任）
A -1).専門領域：軟Ｘ線分子分光，光化学反応動力学
A -2).研究課題：
a). 高分解能電子分光法による原子分子の内殻励起ダイナミクスの研究 b).電子多重同時計測法による原子分子の多重電離過程の研究 c). 角度相関計測のための高効率電子エネルギー分析器の開発 d).発光分光法による短波長強レーザー場中の原子分子過程の研究
A -3).研究活動の概略と主な成果
a). 我々の専用ビームライン B L 6U は，40 〜 400. eVの光エネルギー範囲において，分解能 10000 以上かつ光強度 1010 光子数／秒以上の性能を有しており，低エネルギー領域における世界最先端ビームラインの一つである。２００９年初 秋以降，気体の高分解能電子分光を行うための実験装置の整備，更にはアンジュレータと分光器及び電子エネルギー 分析器を同時に制御するための整備を行い，国際共同研究を中心に，分子の多電子励起状態の電子構造とその崩壊 過程を詳細に調べる実験研究を継続して行っている。２０１０年度からは，電子スペクトルを光エネルギーの関数とし て計測する，二次元電子分光法を用いた共鳴オージェ電子スペクトル及び低速電子スペクトルの光エネルギー依存 性の観測が出来るように，高分解能電子エネルギー分析装置と制御プログラムの開発を行った。
b).高い検出効率を誇る，磁気ボトル型電子エネルギー分析器を利用した，原子分子の多重光電離過程の解明に関する 研究を国際共同研究のもう一つの柱として継続している。特に，これまで直接的な観測がなされていなかった，分子 の内殻電子二つが 1 光子の吸収により放出される過程について，異なる原子サイトから二電子が放出される過程が 存在することを明らかにした。これらの実験研究は，従来，K E K -PF やドイツの放射光施設 BE SSYで行われてきたが， ２０１０年度後半から，フランスの放射光施設 S OL E IL においても国際共同研究を行っている。なお，磁気ボトル型分 析器ではエネルギー分解能が不十分な場合については，B L 6U において高分解能電子分光実験を実施し，高分解能 スペクトルを取得している。
c). 上述のように，磁気ボトル型電子エネルギー分析器の導入により，軟Ｘ線領域における原子分子の多重電離過程に 関する理解は急速に深まったと言える。しかしながら，磁気ボトル型分析器では，多重電離ダイナミクスの本質を理 解するために必須となる放出電子間の角度相関に関する情報を得ることは原理的に難しい。この困難を克服するた めに，磁気ボトル型分析器と静電場を利用した飛行時間型分析器とを組み合わせた新しいエネルギー分析器の開発 を進めている。
d). 日本のＸ線自由電子レーザー（X F E L ），S A C L A の試験加速器として S P ri ng-8 サイトに建設された S C S S において， 極端紫外領域の強レーザー光に曝された原子分子の挙動について，発光分光法に基づく実験研究を進めている。ご く最近，E UV -F E L光により励起された原子が集団として振る舞う量子光学効果，超蛍光の観測に成功した。He 原子 の共鳴励起に相当する，波長 53.7. nm の E U V -F E L光を高濃度の He 原子に照射した場合，可視領域の蛍光が，通常 の蛍光寿命よりも遙かに短い，最小 10.ps 以下のパルス幅を有する超蛍光として観測された。希ガスクラスターや分子， 或いは凝縮系を観測対象とした，Ｘ線を含む短波長領域での超蛍光の観測を目指した共同研究が現在進行中である。
研究領域の現状 187 B -1). 学術論文
P. LABLANQUIE, F. PENENT, J. PALAUDOUX, L. ANDRIC, P. SELLES, S. CARNIATO, K. BUCˇ AR, M. ŽITNIK, M. HUTTULA, J. H. D. ELAND, E. SHIGEMASA, K. SOEJIMA, Y. HIKOSAKA, I. H. SUZUKI, M. NAKANO and K. ITO, “Properties of Hollow Molecules Probed by Single-Photon Double Ionization,” Phys. Rev. Lett. 106, 063003 (4 pages) (2011).
I. H. SUZUKI, Y. HIKOSAKA, E. SHIGEMASA, P. LABLANQUIE, F. PENENT, K. SOEJIMA, M. NAKANO, N. KOUCHI and K. ITO, “Decay Pathways after Xe 3d Inner Shell Ionization Using a Multi-Electron Coincidence Technique,” J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 44, 075003 (7 pages) (2011).
L. ISHIKAWA, T. ODAGIRI, K. YACHI, N. OHNO, T. TSUCHIDA, M. KITAJIMA and N. KOUCHI, “Doubly Excited States of H2 as Studied by Angle-Resolved Electron Energy Loss Spectroscopy in Coincidence with Detecting Lyman-α Photons,” J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 44, 065203 (8 pages) (2011).
Y. HIKOSAKA, P. LABLANQUIE, F. PENENT, J. PALAUDOUX, L. ANDRIC, K. SOEJIMA, E. SHIGEMASA, I. H. SUZUKI, M. NAKANO and K. ITO, “Energy Correlation among Three Photoelectrons Emitted in Core-Valence-Valence Triple Photoionization of Ne,” Phys. Rev. Lett. 107, 113005 (5 pages) (2011).
P. LABLANQUIE, S-M. HUTTULA, M. HUTTULA, L. ANDRIC, J. PALAUDOUX, J. H. D. ELAND, Y. HIKOSAKA, E. SHIGEMASA, K. ITO and F. PENENT, “Multi-Electron Spectroscopy: Auger Decays of the Argon 2s Hole,” Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 18355–18364 (2011).
M. NAGASONO, J. R. HARRIES, H. IWAYAMA, T. TOGASHI, K. TONO, M. YABASHI, Y. SENBA, H. OHASHI, T. ISHIKAWA and E. SHIGEMASA, “Observation of Free-Electron-Laser-Induced Collective Spontaneous Emission (Super-Fluorescence),” Phys. Rev. Lett. 107, 193603 (4 pages) (2011).
A. HISHIKAWA, M. FUSHITANI, Y. HIKOSAKA, A. MATSUDA, C.-N. LIU, T. MORISHITA, E. SHIGEMASA, M. NAGASONO, K. TONO, T. TOGASHI, H. OHASHI, H. KIMURA, Y. SENBA, M. YABASHI and T. ISHIKAWA,
“Enhanced Nonlinear Double Excitation of He in Intense Extreme Ultraviolet Laser Fields,” Phys. Rev. Lett. 107, 243003 (4 pages) (2011).
B -4). 招待講演
繁政英治 ,.「極紫外自由電子レーザー場中の原子分子過程」,.日本分光学会中国四国支部総会講演会 ,.東広島 ,.2011年 12月. 繁政英治 ,.「極紫外強レーザー場中の原子分子過程」,.第１８回 F E L とHigh.Power.R adiation 研究会 ,.岡崎 ,.2011年 12月.
B -7). 学会および社会的活動 学協会役員等
日本放射光学会渉外委員.(2005–2006). 日本放射光学会評議員.(2006–2009,.2010–2011). 日本放射光学会渉外幹事.(2007–2009). 学会の組織委員等
日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム組織委員.(1999–2001,.2009). 第１３回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム実行副委員長.(1999).
188 研究領域の現状
第１３回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(1999). 第１９回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム実行委員.(2005). SR I06（シンクロトロン放射装置技術国際会議）プログラム委員.(2005). 第２２回化学反応討論会実行委員.(2006).
第２０回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(2006). 第２１回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(2007). 第２回 A OF SR R（放射光研究アジア−オセアニアフォーラム）プログラム委員.(2007). 第２３回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(2009). 第２４回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(2010). 第２５回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウムプログラム委員.(2011). 学会誌編集委員
Synchrotron Radiation News, Correspondent (2001– ).
日本放射光学会学会誌編集委員.(2005–2006).
日本放射光学会学会誌編集委員.(2010–.).（岩山洋士） その他
東京大学物性研究所共同利用施設専門委員.(2005–2006).
B -8). 大学での講義，客員
総合研究大学院大学物理科学研究科 ,.「光化学」,.2011年 6月 14日–9月 20日. 名古屋大学小型シンクロトロン光研究センター ,.客員准教授 ,.2007年 9月–..
B -10).競争的資金
科研費基盤研究 (B)(2),.「内殻励起分子に特有な分子構造変化を伴う緩和過程の研究」,.繁政英治.(2000 年 –2002 年 ). 科研費基盤研究 (B),.「分子の内殻電離しきい値近傍における多電子効果の研究」,.繁政英治.(2003年 –2005年 ). 科研費基盤研究 (B),.「多重同時計測法で探る内殻励起分子の超高速緩和ダイナミクス」,.繁政英治.(2007年 –2008年 ). 松尾学術研究助成 ,.「極端紫外レーザー光によるクラスター発光分光分析」,.岩山洋士.(2010 年 ).
C ). 研究活動の課題と展望
B L 6U では，蓄積リングの運転に影響しない最小アンジュレーターギャップが当初予定されていた値よりも大きく，また，前 置鏡の炭素汚染のために，300. eV付近の分光性能には問題があるものの，SPring-8 では実施出来ない 250. eV より低いエネ ルギー領域については，設計値に近い分光性能に達している。この優れた分光性能を活かすことが出来る，周期律表の第 3 周期元素の 2p 内殻励起領域を観測対象とし，二次元電子分光を含む高分解能電子分光実験を行うことにより，内殻正孔 状態の脱励起過程に特徴的な高励起一価分子イオンや二価分子イオンの分光情報を取得し，内殻励起分子のダイナミクス に関する理解を深めたい。また，F E L の出現によって可能となった，E U VからＸ線領域における強レーザー場中の原子分子 の非線形過程に関して，発光分光法に基づく実験研究を継続する。短波長領域での原子分子ダイナミクスが，近赤外域で 確立されつつある描像で解釈できるのかは未知であり，強レーザー場に対する原子分子過程の本質的理解を得たい。
