テラヘルツ電場の波形を直接観測できるテラヘルツ時間領域分光法（THz-TDS）と極低温技術を駆使して、超伝導状態をはじめとする物質の量子相を超高速で操作し観測する実験的研究を行っています。あわせて、新しい光源・分光技術の研究開発を進めることで、光と物質の相互作用による新奇な量子現象の発現を目指します。
We are conducting experimental research on the observation and manipulation of quantum phases of matter, including superconductors, using terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) and cryogenic techniques. At the same time, we develop new light sources and spectroscopic techniques to explore the emergence of novel quantum phenomena resulting from light-matter interactions.
光を「作る」、光で「測る」、光で「動かす」の３つに分けて紹介します。また、研究対象の「超伝導」についても紹介しています。下の画像をクリックしてください。
Our research is categorized into "Light Source", "Spectroscopy", and "Drive by Light". We also introduce "Superconductor". Click the image below for details.
光を「作る」
光で「測る」
光で「動かす」
超伝導
テラヘルツ波は、最も低エネルギーの「光」です。フェムト秒パルスレーザが発する近赤外光パルスから、テラヘルツ波を作ります。
Terahertz (THz) electromagnetic waves are the lowest energy form of "light". We generate THz waves from near-infrared light pulses emitted by a femtosecond pulse laser using above methods.
光は、特定のエネルギーの素励起を選択的に励起して調べられるという特別な特長があります。他にも、以下のような特性を調べるのが得意です。
Using a monochromatic light source, we can selectively excite and investigate specific elementary excitations in matter. Spectroscopic techniques are also advantageous for studying above properties of matter.
光は、振動する電場です。定常的に印加すると物質を壊してしまうような「強電場」を用いると、物質内部の準粒子を電磁気力で振動させたり、周期電場で変調することができます。
Light is an oscillating electric field. By using a strong light pulse, we can apply an electric field to matter that exceeds the damage threshold for DC fields. This can drive quasiparticles in the matter through electromagnetic interactions, or modulate quantum states in the matter by periodic electric fields.
超伝導状態は、電気抵抗がゼロ、磁場が侵入できない（マイスナー効果）という特徴的な性質を示すだけでなく、１つの波動関数で表すことができる特殊な状態です。その波動関数Ψを、光で動かし研究します。
Superconductors have distinctive properties: zero electrical resistance and expulsion of magnetic fields (Meissner effect) described by a single wave function Ψ. We drive and study elementary modes or singularities of Ψ.
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