[革新光] 令和2年度採択課題

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青木 貴稔

冷却原子を用いた量子センシングによるダークマター探索

研究者
研究概要

ダークマター(暗黒物質)は、光では直接観測できません。しかし、原子内の「弱い力」の影響を「光」で検出することで、ダークマターを探索することができます。本研究では、光技術と弱い力を組み合わせて、量子エンタングル状態の原子でダークマターの測定感度を高める全く新しい提案です。光技術と弱い力を組み合わせた量子センシングは、新しい分野を開拓します。

石井 順久

アト秒軟X線光源による水の光励起ダイナミクスの解明

研究者
研究概要

本研究では、レーザーをベースとしたアト秒軟X線パルス光源を開発し、水の光励起後極初期のダイナミクスを解明します。波長2000 nmの赤外領域において、高出力極短パルス光源を開発し、貴ガスにおける光の高次高調波発生によりアト秒軟X線を作り出します。このアト秒軟X線光源を用いて、酸素K吸収端(540 eV)近傍の軟X線吸収微細構造分光を時間分解計測し、水の光励起後の素過程を明らかにします。

稲田 優貴

感度と速度を極めた中赤外画像診断による革新的プラズマの創出

研究者
研究概要

本研究では、時空間再現性のない難解なプラズマの電子密度と電界が、従来に比して100倍の感度と速度で同時に連続可視化できる、卓越した統合的システムを開発します。そして取得した大量の動画像データを、数値解析モデルの構築や希少プラズマの発現メカニズム解明にフル活用し、プラズマに由来する活性種の革新的大量生成法を創出します。

上杉 祐貴

光子-電子誘導非線形散乱による新規光学技術の創出

研究者
研究概要

一般に光と自由電子の散乱はトムソン断面積で決まる反応確率の小さな現象ですが、誘導効果を利用することで効率的に散乱が生じ、実用的な応用展開が期待できます。本研究ではレーザー光による電子顕微鏡用素子の開発や、自由電子を媒質とする非線形光学効果の実証に取り組みます。これらを通して、光と自由電子の誘導散乱過程を利用した全く新しい光科学技術の創出を目指します。

加藤 峰士

光周波数コムによる光フェーズドアレイの開発

研究者
研究概要

本研究では光周波数コムによる高速かつ広帯域な光フェーズドアレイの開発を目指して、位相制御された超短パルス群による任意波面発生技術の確立に挑戦します。従来は光集積回路で単色かつCW光を独立に位相制御する手法が主流でしたが、本研究では広帯域な超短パルス光を光周波数コムの共振器制御で位相制御するという全く新しい手法を提案します。これにより光周波数で空間を直接制御するという新たな光技術の創始に挑戦します。

神田 夏輝

ベクトル波形制御された高強度高周波テラヘルツパルスによる物質制御

研究者
研究概要

ディラック半金属のフロッケ-ワイル状態の超高速制御への応用を見据え、電場尖頭値MV/cm級の高周波テラヘルツベクトル整形高強度パルス発生技術を開発します。そのためにこの波長帯における偏光精密計測法、ベクトル整形パルスの発生法、増幅法の開発を行います。本研究の実現により、強電場による高速物性制御への道が開かれるだけでなく、各要素技術はさらに高度な光操作技術として深化させられるものと考えています。

歸家 令果

光ドレスト高速電子線散乱によるゼプト秒遅延時間測定

研究者
研究概要

超短パルスレーザー場中で希ガス原子と高速電子線を衝突させ、角度分解飛行時間型電子分析器を用いて散乱電子のエネルギーと散乱角度分布を計測します。散乱電子の強度分布を解析することによって、標的原子と入射電子との相互作用ポテンシャルによって生じる散乱電子のゼプト秒の遅延時間を決定し、ゼプト秒科学を開拓します。

白神 慧一郎

全反射減衰テラヘルツ分光で切り拓く細胞内の水の世界

研究者
研究概要

水は「生命の基盤」とも呼ばれる一方で、水分子が細胞内で担う役割や機能は未開拓領域として取り残されています。本研究では、テラヘルツ~赤外領域に至る分光情報を同時に取得できる高精度・高安定な広帯域分光測定系を構築し、水の物性変化と細胞活動の関係性を明らかにすることを目指します。

千賀 亮典

電子線赤外分光を利用した超高空間分解能同位体検出

研究者
研究概要

本研究では、電子線の赤外分光に関する基礎研究を進めるとともに、同位体の高感度検出を狙った技術開発を行います。これによってマクロスケールの応用がメインであった同位体検出技術の空間分解能をサブナノメートルまで向上させます。開発した技術を利用して生体・化学反応の単分子・原子レベル追跡といった、これまでとは全く異なるスケールの同位体科学を実現します。

久富 隆佑

表面弾性波を用いたオプトスピンメカニクス

研究者
研究概要

存在こそ理論的に示唆されてきたものの未だ確固たる観測がなされていない角運動量が存在します。それがフォノンの持つ角運動量です。本研究では表面弾性波フォノンに着目し、これまで環境として取り扱われその詳細が明らかにされてこなかったフォノンの角運動量の存在を光を用いて実証することを目指します。さらにそれを足掛かりにして、光・電子スピン・フォノン間における角運動量相互変換の物理を探求していきます。

道村 唯太

超精密偏光計測が可能にする新しいダークマター探索

研究者
研究概要

様々な宇宙観測により、宇宙の全物質の約80%はダークマターであることが明らかになりましたが、その正体は全くわかっていません。多様なダークマター候補のうち、近年高い注目を集めているのがアクシオンと呼ばれる、光子とわずかに相互作用する未発見粒子です。本研究ではレーザー干渉計を用いて、アクシオンが変化させる光の偏光状態を精密に計測するという新発想の手法により、かつてない精度でダークマター探索を行います。

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