Developments of computational positron spectroscopy based on quantum Monte Carlo method

基于量子蒙特卡罗方法的计算正电子能谱研究进展

• 批准号: 21K04983
• 负责人: 北 幸海
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04983/
• 关键词: 陽電子; 陽電子親和力; 量子モンテカルロ法

申請者はこれまでに、陽電子吸着分子に対する世界最高精度の第一原理法と分光学的精度を有する振動状態理論を独自に開発し、十数年来の謎とされてきた無極性分子への陽電子吸着機構や、陽電子吸着に対するH/D同位体効果の発現機構の解明に成功してきた。本研究では、これらの理論手法をさらに発展・高度化させ、高精度理論計算に基づいた“計算”陽電子分光法を確立することで、これまで起源が不明だった多原子分子への陽電子吸着状態の発現機構を世界に先駆けて明らかにすることを目的に研究を行なっている。R3年度は前年度からの継続課題「(1A) 陽電子励起状態における陽電子吸着能の精密解析法の確立」と「(1B) 多成分系理論による量子モンテカルロ法の高度化」、および新規課題である「(2A) 陽電子励起状態を含めた陽電子吸着に関する解析」を行った。課題(1A) では陽電子励起状態を含めた多原子分子への陽電子吸着機構を詳細に議論するために、励起状態に対しても基底状態と同等の計算精度を実現できるReptation Monte Carlo法を用いることで、陽電子吸着能に対して実験分解能を達成し得る理論手法の開発・実装に取り組んだ。課題(1B)では多成分系理論による量子モンテカルロ法の高度化陽電子励起状態を考慮して陽電子分光スペクトルを非経験的に解析するに、様々な状態が干渉し合った準位の中から、陽電子の吸着描像を与える準位を効率よく特定可能な解析手法の開発に取り組んだ。課題(2A)では陽電子励起状態を含めた陽電子吸着機構を体系的に明らかにするために、実験結果が報告されている分子群に対して網羅的解析を実施することで、陽電子吸着機構の体系的理解に向けた礎とする。

The applicant has independently developed the theory of vibrational states with the highest accuracy in the world for positron adsorption molecular pairs, and has successfully solved the mystery of positron adsorption mechanism for polar molecular pairs and H/D isotope mechanism for positron adsorption for more than ten years. This study aims to develop and improve the theoretical methods for high-precision theoretical calculation, establish the "computational" positron spectroscopy method, and conduct research on the mechanism for the discovery of positron adsorption states of unknown polyatomic molecules. In 2003, the following topics were discussed: "(1A) Establishment of a precise analytical method for positron adsorption energy in the excited state of positrons";"(1B) Improvement of quantum quantum chemistry in the theory of multicomponent systems"; and "(2A) Analysis of the relationship between excited state of positrons and positron adsorption". Subject (1A): A detailed discussion on the positron adsorption mechanism including the excited state of the positron and the substrate state, and the realization of the equivalent calculation accuracy. The application of the Reptation Monte Carlo method to the development and implementation of the theoretical method for obtaining the positron adsorption energy and the decomposition energy. Question (1B): In the theory of multicomponent system, the highly excited state of positron in quantum chemistry method is considered, and the spectral spectrum of positron is selected. In the analysis of non-quantum chemistry, the state of positron is selected, and the adsorption image of positron is selected. Subject (2A): The excitation state of the positron including the adsorption mechanism of the positron and the results of the analysis of the molecular group and the net are reported.

项目成果

Backflow変換を用いた新規振動座標による非調和振動状態理論の開発

使用回流变换的新振动坐标发展非简谐振动状态理论

• 发表时间: 2021
• 作者: 石井 桐子;立川 仁典;島崎 智実;北 幸海
• 通讯作者: 北 幸海

量子モンテカルロ法を用いた陽電子束縛による水素分子負イオンの安定性に関する理論的研究

量子蒙特卡罗法理论研究正电子结合氢分子负离子稳定性

• 发表时间: 2021
• 作者: 横山 赳;松田 優花;二村 竜祐;飯山 拓;伊藤駿平，吉田大輔，北幸海，立川仁典
• 通讯作者: 伊藤駿平，吉田大輔，北幸海，立川仁典

アニオン2量体の陽電子化合物に対する量子モンテカルロ法を用いた第一原理理論研究

阴离子二聚体正电子化合物量子蒙特卡罗第一性原理理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤駿平;吉田大輔;北幸海;島崎智実;立川仁典
• 通讯作者: 立川仁典

Theoretical investigation of the enhancement of positron affinity by the vibration and dimerization of non-polar carbon disulfide

非极性二硫化碳振动和二聚增强正电子亲和力的理论研究

• DOI: 10.1039/d1cp02808a
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Furushima Miku;Yoshida Daisuke;Kita Yukiumi;Shimazaki Tomomi;Tachikawa Masanori
• 通讯作者: Tachikawa Masanori

量子モンテカルロ法を用いた分子ジアニオンの陽電子束縛に関する理論研究

量子蒙特卡罗方法对分子二阴离子正电子结合的理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ozaki Maya;Yoshida Daisuke;Kita Yukiumi;Shimazaki Tomomi;Tachikawa Masanori;伊藤駿平，吉田大輔，北幸海，島崎智実，立川仁典
• 通讯作者: 伊藤駿平，吉田大輔，北幸海，島崎智実，立川仁典