1.総括責任者

　五神　真（東京大学大学院工学系研究科　助教授）

2.研究の概要

　光は物質の性質を探るプローブとして古くから利用されてきた。この分光学はレーザーの発明により飛躍的に進歩し、現在では物理、化学、生物など様々な分野において、試料の分析や評価をするために日常的な道具としてレーザーは利用されている。近年のレーザー技術のさらなる進歩により、光を単なる分光用のスペクトル光源として用いるのではなく、物質を制御するための道具としても活用することが可能になってきた。レーザー光の波長や時間特性を精巧に制御すると、物質を自然には存在し得ないような状態にすることが出来ると考えられる。このような状態は多数の粒子による量子効果など物理学の研究の対象として興味深い現象が生じることが期待される。例えばレーザー光を用いて気体原子の運動を制御し、原子を極低温の状態にすることが可能となった。また固体系では、光励起によって電子正孔のエネルギー状態を制御し、集団として特異な状態を作り出すことが出来ることが示された。
　本研究は、レーザーによる光励起過程を通して物質系の新しい状態を作り、そこに新しい物性を発現させることを狙うものである。具体的には、まず最先端のレーザー技術を駆使し、光によって物質を日常我々が見ている状態とは大きく離れた状態、すなわち多数の励起された原子等が相互に作用し合った「多体系としての励起状態」とする。そして、そこに新しい物質の状態を発現させ、さらにそれが示す機能を追求し、応用の芽を見いだすことを目指す。特に極限的な光素子の実現につながる高感度な光非線形性や新しい光伝導現象、多数の原子を自由に操作する技術などに注目する。さらに、光や外場によってその状態を切り替える方法を追求し、高性能な光制御素子や光源に応用可能な新しいデバイスの原理を探求する。また、有機あるいは無機の低次元物質に注目し、電子間の強い相互作用と強い光励起によって生じる励起状態を媒介とする特異な現象にも注目する。一方レーザー冷却された高密度な原子系を実現する技術を確立しつつ物性を探り、それらの物質波（ドブロイ波）としての性質を利用した原子を集団で操作する技術を開拓し応用を探る。
　本研究では、この領域における理論的・実験的手法の確立が期待されるとともに、高性能な光素子や新しい微細加工技術など様々な分野での新しい技術の創出が期待される。

3.研究期間

　平成9年10月1日から平成14年9月30日まで