反応座標スイッチング機構の複雑分子系への展開

复杂分子系统反应坐标切换机制的发展

• 批准号: 16K17770
• 负责人: 寺本 央
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16K17770/
• 关键词: 反応座標スイッチング; 水素原子; 法双曲的不変多様体; 多自由度ハミルトン系; 反応座標; 量子共鳴状態; 化学反応動力学

直交する電場磁場中の水素原子において反応座標スイッチングを検出するための実験条件の検討を行った。昨年度、Phys. Rev. Lett.115, 093003 (2015)で理論的に検出可能性を議論した際には、磁場の強度を2Tとしていたが実験がより容易となるように10Gと100Gでの実験条件で反応座標スイッチングが先の結果とどのように異なるのかを検討した。2Tだと超電導磁石のような大掛かりな機器が必要となるが、100G程度であればヘルムホルツコイルを用いることで、広域に均一な磁場を生じさせることが比較的容易となる。また、系の実効的なプランク定数は磁場の３乗に比例するため、実効プランク定数が小さくなることは、系を古典力学又は半古典力学でモデル化する際のモデル化の近似精度が高くなると期待されるので、その点でも今回の検証実験には望ましい。また、その実験条件で反応座標スイッチングを検出するためには、Phys. Rev. Lett.115, 093003 (2015)で報告したように、反応座標スイッチング前と後のエネルギーで水素原子からイオン化する電子の飛んでいく方向を検出する必要がある。その検出のために、反応座標スイッチング前のエネルギーにおける電子のイオン化の方向とスイッチング後のイオン化の方向二か所に電子の検出器を配置する設定を検討した。実験的に利用可能な検出器は円型の直径25mm - 120mmのサイズのものがあり、どの大きさの検出器をどの位置に配置するとスイッチングが明確にとらえられるのかを数値シミュレーションで検討した。

研究了用于检测正交电场磁场中氢原子中反应坐标转换的实验条件。在讨论物理中的理论检测潜力时。 Rev. Lett.115，093003（2015），将磁场强度设置为2T，但为了使实验更容易，我们研究了反应坐标开关与在10G和100G实验条件下的先前结果有何不同。 2T需要大型设备，例如超导磁铁，但是使用Helmholtz线圈在100克左右，使得在宽区域上产生均匀的磁场相对容易。此外，由于系统的有效planck常数与磁场的立方功率成正比，因此预计使用经典或半经典力学对系统进行建模时，有效的Planck常数有望提高建模的近似准确性，这对于该测试实验也是值得的。此外，为了检测在这些实验条件下的反应坐标切换，如Phys中所述。 Rev. Lett.115，093003（2015），有必要检测反应坐标开关前后从能量处的电子流动的电子流动的方向。为了进行此检测，我们研究了将电子检测器放置在两个方向上的设置：在反应坐标开关之前的电子电离方向和开关后电离方向。实验探测器的直径为25mm-12mm，可用，数值模拟已用于确定哪些尺寸探测器位于哪个位置可以清楚捕获开关。

项目成果

反応座標スイッチング機構の背景の概説、意義と今後の展望

反应坐标切换机制的背景、意义及未来展望综述

• 发表时间: 2016
• 作者: 寺本 央・戸田幹人・河野裕彦・髙橋正彦・小松﨑民樹;寺本 央
• 通讯作者: 寺本 央

化学反応の行き先を変えるスイッチ―エネルギーの上昇で反応経路が切り替わる新奇現象

改变化学反应目的地的开关——一种由于能量增加而改变反应路径的新现象

• 发表时间: 2016
• 作者: 小松崎民樹;寺本央;戸田幹人;河野裕彦;高橋正彦
• 通讯作者: 高橋正彦

化学反応の行き先を変える“スイッチ”

改变化学反应目的地的“开关”

• 发表时间: 2016
• 期刊: 化学同人
• 作者: 寺本 央・戸田幹人・河野裕彦・髙橋正彦・小松﨑民樹