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超音速分子線中での非平衡分布形成のメカニズム

超声速分子束非平衡分布形成机制

基本信息

批准号：
63540283
负责人：
立川真樹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

断熱膨張によって並進温度が極低温までになる超音速分子線においては、振動・回転・並進の各自由度間で温度が異なることが知られている。本研究では、さらに、回転状態がどの様なエネルギー分布になっているかを調べ、超音速分子線中における非平衡分布の形成のメカニズムを解明することを目的としている。これについて、以下の成果を得た。1.既存のN_2Oレーザーに加えて、10μm帯の半導体レーザーを整備し、高感度のシュタルク分光法を用いて、NH_3分子の6本の吸収線について線形吸収分光を行った。NH_3超音速分子線の、ノズルから比較的離れた位置数カ所において、回転準位における分子数分布を測定し、分子線の上流から下流にかけての各レベル間の回転温度の変化を系統的に調べた。その結果、以下のことが明かになった。(1)回転の自由度内においても、分子は非平衡分布をしており、回転状態は単一の温度で記述できない。(2)特に、(2,2,a)-(2,1,a)間及び、(2,2,s)-(2,1,s)間(( )内の数字は、左から、回転の量子数J、Kで、a、sは対称性を表す)で、反転分布が生じており、分子線の下流にいくにつれて反転が大きくなっている。2.双極子-双極子相互作用による緩和と、より近距離で働くhard collisionによる緩和、及び、個別つりあいの原理の3点を考慮したレート方程式モデルを立て、数値計算を行った結果、実験で得られた各回転準位間の温度及びその位置依存性を再現することができた。以上の解析から、双極子遷移による各レベル間の緩和レートのJ,K依存性が、非平衡分布の形成に大きな役割を果たしていること、及び(2,2,s)-(2,1,s)間に現れた負温度(反転)分布形成には、双極子-双極子相互作用よりも一桁程小さい断面積を持つhard collisionの効果が不可欠であることが明らかになった。

Thermal expansion and expansion, the temperature and ultra-low temperature, the supersonic molecular line, the temperature between each degree of freedom of vibration, rotation, and parallelism. This study focuses on the state of return, the state of return, the distribution of the distribution, and the ultrasound. The formation of non-equilibrium distribution of における in the molecular line is the のメカニズムを Explain the purpose of することをPurpose としている.これについて、The following results are obtained. 1. Existing N_2O レーザーに加えて, 10μm 帯の Semiconductor レーザーを Adjustment, High Sensitivity The シュタルクspectroscopy method uses いて and NH_3 molecules' 6 original absorption lines and について linear absorption spectroscopy. NH_3 supersonic molecular line の、ノズルからComparison of the distance from the position of the カにおいて、the return position of the molecule number The distribution is measured, the molecular line is upstream and downstream, and the temperature is changed between each temperature. The adjustment system is used.そのRESULTS、The following のことが明かになった. (1) Return to the degree of freedom, the non-equilibrium distribution of molecules, and the state of return to temperature. (2) Special に, (2,2,a)-(2,1,a) and び, (2,2,s)-(2,1,s) (( ) inside the number は, left から, return 転の quantum number J, K で, a, s symmetry を table す) で, The distribution of reverse 転 is raw and the molecular line is flowing downwards. 2. Dipole-dipole interaction is relaxed and close, and the interaction is hard Collision easing, and び, individual つりあいの principle の3-point を consideration したレート equation モデルを立て, The result of the numerical value calculation is the result, and the temperature and position dependence between the levels of each round are reproduced. The analysis of the above, the relaxation of the dipole migration, the relaxation of the room, the K dependence, the formation of the non-equilibrium distribution, the formation of the large-scale operation, the result of the cutting, and the ( The negative temperature (reverse) distribution between 2,2,s)-(2,1,s) is now formed, and the dipole-dipole interaction is small and the cross-sectional area is hard. The effect of collision is indispensable.