フェムト秒からアト秒へ 光で操る強相関電子ダイナミクス

抄録

近年の超短パルスレーザー技術の発展は、電子温度の上昇に隠されていた物質の光励起の「内側」をもあらわにしつつある。わずか数フェムト秒(1 フェムト秒=千兆分の 1 秒)に集中した~V/Åにも及ぶ瞬時電場振幅は、「ペタ(千兆)ヘルツ」という(現在のエレクトロニクスに比べれば)とてつもない高周波数で駆動される新たな光エレクトロニクスを創成しつつある。こうした研究は、主にバンド絶縁体やグラフェン、ナノ金属などで進められているが、電子の多体効果が顕著な強相関電子系では、一電子描像を超えた光強電場効果も予想される。電子間クーロン反発のエネルギーが >1 eV であることを考えれば、こうした極短時間のアプローチが、相関電子の本質に迫り、その潜在能力を活かすための突破口になる可能性も期待できる。一般に、光パルスの照射は瞬時に物質の電子温度を上昇させ、強相関物質の特徴的な秩序状態を熱的に壊してしまう。仮に電子温度が上昇する前に光電場の印加を完了したとすると何が見えてくるのだろう?この集中ゼミでは、有機超伝導体や量子スピン液体などの強相関物質を舞台とする、超短時間(電子間散乱時間の内側)の"無散乱タイムウインドウ"における電子ダイナミクスについて議論したい。