電子共鳴状態にある分子ダイナミックスの理論解析

电子共振态分子动力学的理论分析

基本信息

批准号：
16J01531
负责人：
松崎黎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University (2017)Keio University (2016)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

分子中の電子が原子核の束縛から開放されたいわゆる連続状態および共鳴状態にあるような分子運動に対する理論計算手法の確立を目的として研究を進めた。共鳴状態にある分子の運動には電子と原子核の運動学的な相互作用（いわゆる非断熱相互作用）と原子核の量子性が重要であることがわかってきたので、本年度は原子核の量子性と非断熱性を含めた分子ダイナミクスの計算を行った。また、分子ダイナミクスの計算を行いながら電子連続状態の空間的な分布（微分断面積）を計算する手法としてフラックスを導入した。計算には広く用いられている量子化学計算プログラムであるgamessを改造することで行った。微分断面積の計算までは至らなかったが、回避交差領域でフラックスが特異的な振る舞いをすることを見出した。フラックスは電子あるいは原子核の確率密度に対する流れ場であり、原子核の移動や分岐・電子移動反応を定量的に記述する。回避交差を原子核波束が通過すると、複数のポテンシャル曲面に核波束が分岐していく。今回の計算では原子核波束が分岐し始めてから完全に相互作用がなくなるまでの非常に短い時間において、電子フラックスが非常に短い周期で時間振動することと原子核の位置に対して空間振動することを見出した。この新規に発見された現象はこれまで曖昧な議論がなされてきた量子力学的なデコヒーレンスに対する新しい解釈を与える新しい解釈を与えるものであり、実験的な観測を含めて今後の研究の大きな足がかりになる。

该研究的目的是建立分子运动的理论计算方法，其中分子中的电子处于所谓的连续和共振状态，在该状态下它们从原子核的结合中释放出来。已经发现，电子与核之间的运动学相互作用（所谓的非绝热相互作用）和原子核的量子特性对于共振态下分子的运动很重要，因此今年我们计算了分子动力学，包括原子核的量子和非必须否。另外，引入通量作为计算电子连续状态的空间分布（差异横截面区域）的方法，同时计算分子动力学。计算是通过修改Gamess（一个广泛使用的量子化学计算程序）进行的。尽管我们没有完成差异横截面区域的计算，但我们发现磁通在回避横向区域的特定方式行为。通量是电子或原子核概率密度的流场，并定量描述了原子核，分支和电子转移反应的运动。当核波包通过回避交叉点时，核波包分支到了多个潜在的表面。在此计算中，我们发现电子通量在很短的时间内振荡，并且相对于核的位置的空间振荡在差异开始和相互作用完全消失之间的很短的时间内振荡。这种新发现的现象给出了新的解释，从而给出了对量子机械脱糖的新解释，该解释被模棱两可地讨论，并为未来的研究提供了一个很好的垫脚石，包括实验性观察。