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分子線技術を用いた氷表面における水素分子のオルソ－パラ転換反応ダイナミクスの研究

利用分子束技术研究冰表面氢分子邻位转化反应动力学

基本信息

批准号：
14J07892
负责人：
植田寛和
金额：
$ 1.16万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07892/
关键词：
アモルファス氷水素分子表面星間分子雲

项目摘要

従来，分子雲におけるオルソ水素分子の存在度の比率が高く，その値は不変とされてきた．しかし，近年の研究で氷星間塵上において水素分子のオルソ・パラ転換が起こることが示唆されている．擬似星間塵とするアモルファス氷表面上で水素分子のオルソ・パラ転換の確率およびメカニズムを定量的に明らかにすることを本研究の目的とした．本研究を遂行するにあたり，よく定義した条件下で水素分子と氷表面の相互作用を調べるために，H2O氷を蒸着する基板が設置されている超高真空チャンバーに水素分子線源を組み合わせた実験装置の開発ならびに改良を行った．実験手法は，水素分子線を入射角45度でアモルファス氷表面に照射し，小型のYAGレーザーを氷表面に照射することで吸着水素分子を光脱離させる．脱離水素分子は共鳴多光子イオン化法および飛行時間型質量分析法を用いて検出し，オルソ・パラそれぞれの水素分子の存在度を計測する．実験は，表面温度16 Kの保たれたアモルファス氷表面に水素分子を吸着させて表面滞在時間を変化させて行った．実験の結果，室温におけるオルソ・パラの水素分子の存在度は３：１であるが，氷表面滞在10分後にはパラ（オルソ）の存在度が約40%増加（減少）し，オルソ・パラ転換が起こっていることが明らかになった．

In the future, the ratio of the existence degree of the molecular cloud to the molecular cloud is high, and the value of the molecular cloud is not high. In recent years, research has been carried out on the molecular structure of water element in interplanetary dust. The purpose of this study is to determine the accuracy of molecular exchange of water on the surface of quasi-interstellar dust particles. In this study, the interaction between water molecules and surfaces was modulated under defined conditions, and the substrate was evaporated under ultra-high vacuum conditions. The method is that the incident angle of the water molecule is 45 degrees, and the surface of the water molecule is irradiated. The existence of dissociated water molecules was measured by resonance multiphoton ionization and time-of-flight mass spectrometry. The temperature of the surface is 16 K and the adsorption time of water molecules on the surface is changed. As a result, the presence of water molecules at room temperature is 3:1, and the presence of water molecules at room temperature increases (decreases) by about 40% after 10 minutes of surface lag.