Effect of molecular alignment on photoelectron angular distributions of chiral molecules

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05665
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: Suzuki Yoshi-Ichi 北海道医療大学, 薬学部, 講師 (10415200)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 光電子円二色性 / 時間反転 / 点群 / 光電子角度分布 / 多光子イオン化 / 分子整列 / ラセミ分割

Outline of Final Research Achievements

Photoelectron circular dichroism is a phenomenon in which when the molecule has chirality and polarized light is circularly polarized, the intensity of photoelectrons becomes asymmetric in the forward and backward directions with respect to the light traveling direction. However, the theoretical explanation of the relationship between chirality and photoelectron circular dichroism has not been sufficiently described. In this study, when we consider photoelectron circular dichroism as a physical quantity, we clarified that it is neither symmetric nor antisymmetric with respect to time reversal. This is different from circular dichroism, which is symmetrical with respect to time reversal. As a result, it was revealed that the photoelectron circular dichroism exists not only for the chiral molecule but also for the π orbit of the linear molecule. The photoelectron circular dichroism of non-chiral molecules was also confirmed by numerical calculations on carbon monoxide.

Free Research Field

理論化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

気相でのエナンチオマーの選択的検出法については、最近多くの提案がなされている。エナンチオマーの選択は、宇宙空間での化学進化を考える際も重要な過程である。光電子円二色性の場合、光電子の反跳で、ラセミ体が自然に分離すると信じられている。今回の研究で、光電子円二色性は時間反転に関して、対象ではないことが明かになった。この物理的起源は、運動量が時間反転に関して、反対称であることである。よって、散乱の微分断面積は時間反転に関して対称ではない。このことは、教科書では、光イオン化と放射性再結合の関係の説明で使われている。今回の研究で、それ以外の現象の説明にも時間反転対称性が重要であることが明らかになたった。