2016 Fiscal Year Research-status Report
赤外二重共鳴法によるCH5+分子イオンの分光的解明
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15K05391
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
唐 健 岡山大学, グローバル人材育成院, 教授 (40379706)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | CH5+ / 振動回転スペクトル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CH5+は質量分析でよく知られている非古典的カルボンカチオンで、木星のタイタン衛星の上層大気で主な分子イオン種として検出されている。CH5+の星間空間での検出が期待され、宇宙に多量存在するCH4の生成機構の解明に繋げることは考えられる。しかし、CH5+の振動回転スペクトルは複雑な水素のスクランブル運動が存在するため、多くの実験的および理論的な努力が行なわれたにもかかわらずに、長い間帰属できないままの状態になっている。このことは星間空間での検出等に対して主要な障碍になっている。本研究ではCH5+の赤外-赤外二重共鳴分光を行うことによって、基底振動状態および励起振動状態のスクランブル運動を含む回転準位の構造を探り、帰属を行い、その謎の振動回転スペクトルを解明することを目的とする。
パルス赤外レーザーと連続波赤外レーザーの二重共鳴吸収分光はまだ例のない手法であり、波長幅の広いパルス赤外レーザー（ポンプ光）と線幅の狭い（数MHｚ）連続波赤外レーザー（プローブ光）を用いることで、CH5+の混雑なスクランブル運動を含む振動回転スペクトルに共通な準位に関係する遷移を見出せ、高感度な変調法で吸収信号の変化をモニターすることもできる。前年度に続いて、連続波赤外レーザーとパルス超音速ビームとの組み合わせの分光的観測は感度が上げらた。
これらに関連した成果として、H2F+とH2Cl+イオンの実験室研究によって、星間空間でH2F+イオンの検出を探った。さらに、NO3ラジカルの振動回転スペクトルの解析を行って、新たなバンドの分子定数を解明した。これらの成果は国内外の学会で発表し、論文が専門誌に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
CH5+の赤外スペクトルを二重共鳴で行うために、パルス赤外OPOレーザーと連続波赤外OPOレーザーは同時に使用する必要がある。前年度の最後にパルス赤外OPOレーザーのポンプレーザーは故障の状態から回復させた。しかし、連続波赤外OPOレーザーは新しいOPO結晶の購入によって、広い波長範囲をカバーできるようになったが、CH5+の赤外スペクトルに必要な波長範囲は依然発振できていない。
現在調べられる波長範囲はCH5+の弱い赤外スペクトル線しか存在しないことで、二重共鳴の実験はまだ厳しい状況であり、CH5+の二重共鳴分光観測は難航になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、連続波赤外OPOレーザーについてCH5+の強い赤外スペクトル線の波長範囲に発振できるように努力し、状況によって別のOPO結晶の購入も検討する。同時に、パルス赤外OPOレーザ―でもCH5+の赤外スペクトルの観測に試み。
もしCH5+の二重共鳴分光観測は成功できないなら、ほかの分子に対してまずこの手法を成功させ、次の段階に進めることを全力努める。
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| Causes of Carryover |
細かい額で使いにくいため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度に合わせて実験部品を購入する予定である。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Detection of HF Toward PKS 1830-211, Search for Interstellar H2F+, and Laboratory Study of H2F+ and H2Cl+ Dissociative Recombination2016
Author(s)
K. Kawaguchi, S. Muller, J. H. Black, T. Amano, F. Matsushima, R. Fujimori, Y. Okabayahsi, H. Nagahiro, Y. Miyamoto and J. Tang
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Journal Title
Astrophys. J.
Volume: 822
Pages: 115-123
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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