Spatial separation of molecular clusters by the Stark effect and its spectroscopic study

斯塔克效应分子簇的空间分离及其光谱研究

• 批准号: 20J01021
• 负责人: 中村 雅明
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01021/
• 关键词: 量子状態選別; 分子クラスター; シュタルク効果

本研究の最初の目標はシュタルク効果を利用した分子や分子クラスターの量子状態選別である。永久双極子を持つ分子が電場の中に置かれたとき、分子はそのエネルギーに摂動を受ける。これをシュタルク効果と呼ぶ。気相の分子が不均一な電場を通過するとき、位置によって分子の感じるシュタルクポテンシャルの傾斜からその飛行軌道が変化するが、この時分子の感じる力はその量子状態や永久双極子に依存するために、分子やクラスターを空間的に分離することができる。このシュタルク効果による飛行軌道の変化は理論的に予測が可能であり、初年度の目標はこのシミュレーションプログラムの作成であった。これは実験結果との照らし合わせによって、相互にその量子状態選別の結果を確認するためのものであり、また将来においては新しい実験の設計のための基礎となる道具でもある重要なものである。過去には実験毎にプログラムを用意してきたが、汎用性の高いものを作れば使いまわせるロジックは多く、バグの混入も避けられると期待できる。プログラム設計としては実験装置の配置を表現する部分、分子のシュタルク効果を見積もる部分、実際にモンテカルロシミュレーションを実行する部分に分けることで、装置の改良や新しい分子の導入も少ない労力で表現することを可能にした。シミュレーションプログラムの実装には Julia 言語を用いている。これまでに実装の確認として過去の別グループによる計算を再現できた。(de Nijs, A. J. et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13 (42), 19052., Ohoyama, H. et al. J. Phys. Chem. 1995, 99 (37), 13606-13610. )今後は当研究室の実験結果を増やしてより詳細な評価を行っていく。

The initial purpose of this study is to utilize molecular and quantum state selection. Permanent dipole molecules are subjected to electric field neutral motion, and molecules are subjected to electric field neutral motion. This is the first time I've seen a woman. When molecules in the gas phase pass through an inhomogeneous electric field, their positions change, and their flight trajectories change due to the tilt of the molecular sensor. At this time, the molecular sensor force is dependent on the quantum state and permanent dipole, and the molecules are spatially separated from each other. The flight trajectory of this project is transformed into a theoretical prediction model, and the initial goal of this project is to create a model. This is an important step in confirming the results of quantum state selection in conjunction with actual results, and in the future it will be the basis and prop for new and practical designs. In the past, the purpose of each group was to create a new, versatile and high-level environment for the future. The design and implementation of the device configuration, the integration of molecular effects, the implementation of the device configuration, the improvement of the device configuration, and the introduction of molecular forces are possible. The Julia language is used in the implementation of the project. This is a confirmation of the past and a reconstruction of the past. (de Nijs, A. J. et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13 (42), 19052., Ohoyama, H. et al. J. Phys. Chem. 1995, 99 (37), 13606-13610. In the future, the results of the research laboratory will be improved and detailed comments will be made.