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分子内および分子間プロトン移動反応の量子制御

分子内和分子间质子转移反应的量子控制

基本信息

批准号：
00J02330
负责人：
太田香織 (西香織)
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

化学反応の量子制御は、まず理論的に提唱され、実験がそれを実現すべく後を追う形となって研究が進行している。本研究は、理論と実験の隔たりを狭めるべく進めてきた。前年度までに行った、5-ヒドロキシトロポロンのsyn-anti異性化反応に対するナノ秒レーザーとピコ秒レーザーの両方を用いた量子制御実験とその元になる理論との比較から、理論におけるモデルの単純さが現実の分子の状況とかけ離れているという結論に至った。具体的な例としては、理論で扱っているモデルは反応前・遷移状態・反応後の3つの状態を考えた3準位系であるが、現実には複数、多数の準位が存在するので、一つのレーザー波長によって複数の遷移が励起され、3準位系のモデルに比べて反応効率が著しく低下することが挙げられる。そこで新たな理論的モデルを開発することを中心に研究を行った。反応のダイナミクスのシミュレーションというアプローチを新たに加えた。分子動力学シミュレーシヨン(MD)は、これまで固体や溶液などの大きな系で使われてきたが、今回はAb initio-MDと呼ばれる手法を導入し、分子レベルでのシミュレーションを行えるようにした。プロトン移動のシミュレーションに先立ち、水素結合系のシミュレーションをテストとして行った。水-尿素水素結合系のab initio-MDによる研究から、この系における様々な実験・理論の両方の研究につながる結果を出すことが出来、ab initio-MDの手法の有効性が確認された。次にプロトン移動のシミュレーションを行うべく、経路積分セントロイド量子動力学法を分子内の反応にも応用するための開発に着手した。こちらは、膨大な計算時間を必要とすることから現在のところはっきりとした結果が出せていないが、この方法を用いることにより、実験化学者が求めるようなシミュレーション結果を出すことができるようになるものと見込んでいる。

The theory of quantum control of chemical reactions has been proposed and implemented, and further research has been carried out. This study is based on the theory that the relationship between the two is narrow and the relationship between them is narrow. In the past year, the synthesis and anti-transformation of the 5-D complex was carried out in the quantum system. The theoretical comparison and the theoretical analysis of the molecular structure were carried out in the middle of the experiment. For example, in theory, the three levels of the three levels of the three levels of A new theory is proposed. In the meantime, the government has decided to increase the number of people who have died. Molecular Dynamics (MD) is a new approach to solid and solution systems. The first step in the development of a mobile phone system is to establish a mobile phone system, and the second step in the development of a mobile phone system. The ab initio-MD study of water-urea water-element binding system was carried out, and the results of theoretical study of this system were obtained. The effectiveness of ab initio-MD method was confirmed. The development of molecular dynamics is being pursued through the process of molecular integration. The time required for calculation is now. The time required for calculation is now. The time required for calculation is now.