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左手と右手のように自身とそれを鏡に映した像が重ね合わせられない構造はキラルであるという。左右対称性の破れたキラルな構造は自然界の至る所に現れる。地球上の生物を構成する物質のほとんどがキラル構造を持ち、そのため生体機能の発現にキラリティが重要な役割を担っていることはよく知られている。スピンや軌道の角運動量を持つ光もキラリティがある。このようなキラルな光と物質の相互作用を明らかにすることは、光を用いた物質構造のキラリティを検出・制御する上で重要である。

An object that cannot be superimposed onto its mirror image, like left and right hands, is said to be chiral. Chiral objects are ubiquitous in nature. It is well known that most of the materials that make up organisms on Earth have chiral structures, and thus chirality plays an important role in the manifestation of biological functions. Light, which carries spin and orbital angular momentum, also exhibits chirality. Clarifying the interactions between such chiral light and matter is crucial for detecting and controlling the chirality of material structures using light.

本研究では、キラルな光と物質の相互作用を明らかにするための実験手法と理論解析手法を開発する。実験手法として、スピンと軌道の角運動量を持つ円偏光光渦のキラリティを高速変調する手法を開発する。高速変調した左右のキラルな光に対する物質の左右非対称な（キラル）光学応答をらせん二色性として計測することで、光の角運動量とキラル光学応答の関係を明らかにする。理論解析手法として、光の角運動量の保存則を用いて光から物質に転写される角運動量を電磁場解析によって評価する手法を開発する。

We develop experimental and theoretical analysis methods to elucidate chiral light-matter interaction. For the experimental method, we develop a technique to rapidly modulate the chirality of light carrying spin and orbital angular momentum. By measuring the asymmetric (chiral) optical responses of matter to left- and right-handed chiral light as helical dichroism (HD), we clarify the relationship between the angular momentum of light and chiral optical responses. For the theoretical analysis method, we develop a technique to evaluate the angular momentum transfer from light to matter using electromagnetic field analysis, based on the conservation of angular momentum of light.