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2023年ノーベル物理学賞受賞「アト秒科学」最新解説
２１世紀はアト秒の時代―。様々な物質や生物などを構成している原子・分子・電子の性質は、ニュートン以来の古典力学では説明ができず、２０世紀初頭に発展した量子力学により明らかにされてきた。特に、電子や分子などの波としての性質をあらわす波動関数は、量子力学・量子化学の中心的な概念であり、また分子の構造や化学反応を説明するために重要である。しかし、波動関数は一般に複素数であらわされるために、その理解が難しい。一方、２１世紀になり「アト秒科学」が新たに構築された。アト秒とは時間の単位で、１アト秒は１０のマイナス１８乗秒に相当する。アト秒時間領域での測定が可能になることで、量子力学による計算でしかわからなかった電子のダイナミクスや、電子の波動関数を可視化できるようになった。アト秒科学は従来のレーザー分光とは異なる方法が用いられており、化学反応の研究だけではなく、現在、アト秒科学を用いた新たな量子テクノロジーの開発が進展している。本書では、初めに量子力学・量子化学の基礎と波動関数とは何かについて解説し、次に、アト秒科学の基礎的な概念や測定法と、それを用いた波動関数の可視化について、実際にアト秒科学の構築に貢献した筆者が歴史的な経緯をもとに解説する。
目次
第１章 電子とは（電子はどう表されるのか；電子の波としての性質 ほか）
第２章 電子の波動関数（水素原子の電子波動関数；原子のエネルギー準位と電子構造 ほか）
第３章 アト秒への道（なぜアト秒へのブレークスルーが困難だったか；閾値以上イオン化過程（ＡＴＩ）と高次高調波（ＨＨＧ）の発見 ほか）
第４章 アト秒科学の展開（アト秒レーザーパルスと再衝突電子パルス；単一アト秒パルスを用いたアト秒測定 ほか）
第５章 アト秒科学で波動関数をみる（分子軌道トモグラフィー法；複素数の電子波動関数の可視化）
著者等紹介
新倉弘倫［ニイクラヒロミチ］
２０００年総合研究大学院大学博士後期課程修了。現在、早稲田大学理工学術院先進理工学部教授、博士（理学）。専門、アト秒物理（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）
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