重水素を取り扱うための理論計算手法の深化と応用計算

• Project/Area Number: 25K08559
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 宇田川 太郎 岐阜大学, 工学部, 准教授 (70509356)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 兼松 佑典 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (10765936)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 原子核の量子揺らぎ / 重水素 / 同位体効果 / 多成分量子力学法 / 経路積分分子動力学法

Outline of Research at the Start

本研究では、原子核の量子揺らぎの効果(量子効果)を直接取り込んだ理論計算手法であるMC_DFT法およびPIMD法を深化させ、同位体を含んだ水素の化学を精密に解析できる新しい量子化学シミュレーション理論を確立する。具体的にはまず、MC_DFT法を化学反応解析へと応用するための拡張を施す。また、機械学習(ML)ポテンシャルを用いてシミュレーションを超高速化したML-PIMD法を開発し、これまで不可能であったサイズのPIMDシミュレーションを実現する。開発した手法により、さまざまな系に対する重水素効果を分子レベルで明らかにする。