2020 Fiscal Year Research-status Report
核シッフモーメントの電子遮蔽効果：相対論的量子化学計算による高精度予測
| Project/Area Number |
19K22171
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
波田 雅彦 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (20228480)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 穣里 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (60534485)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| Keywords | シッフモーメント / 相対論効果 / QED効果 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
相対論的CCSDレベルでのYbF分子のWsの計算結果を実施した。Wsを正確に得るには、全電子相関計算が必要であった。また、分子の永久双極子モーメント（PDM）と超微細結合定数（HFCC）の理論結果を実験結果と比較して、計算されたWsの誤差を推定し、計算と実験の間の最大誤差は6～7％であることを示した。これは、CCSDレベルでのWsの計算の世界最初のレポートである。次に、分極が弱い水素化物において、分極が強いフッ化物よりもEeffが大きくなる可能性を示した。この結果は、誘起双極子モーメントのために極性分子のEeffが大きいという従来の考え方と矛盾します。その理由を説明するために、軌道相互作用理論に基づいた新しい概念を提唱しました。
核電荷ZのEeffとWsの傾向の反転について解析した。一般に、EeffとWsは、Zが大きくなるにつれて増加すると考えられていましたが、12グループのフッ化物のEeffとWsの値は異なる傾向を示す。この傾向は、（n-1）d電子の弱い遮蔽効果によって引き起こされる。
更に、eEDMとS-PSの相互作用を実験するための超低温HgA（A = Li、Na、およびK）分子の可能性について解析した。 HgAのEeffとWsは、超低温分子に関する以前の実験のデータを参照することにより、超低温HgAを使用した実験により、eEDMの現在の最良の上限を1桁改善できることを示唆しました。
更に、本研究では、全電子計算に対して有効なQEDポテンシャルを実装し、分子に適用できる計算プログラムを開発した。原子の計算例は報告されていたが、有効なQEDポテンシャル積分の解析式がなかったため、従来は分子の計算が困難でした。この計算プログラムを使用して、二量体（M2：M = Hg、Rn、Cn、Og）の分光定数の精度検証を実施した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要でも示したようにQEDを考慮する計算プログラムは完成したが、適用段階には至っていない。その他の部分については概ね順調に推移している。また、コロナ感染拡大の為に同種の研究を進めている研究者との批判を含めたような詳細な議論が殆ど出来なかったので、2021年度に進めたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
QEDを考慮する計算プログラムが完成したので、核シッフモーメントやNMR化学シフトの研究に適用する予定である。実在系を模すことのできるような充分に大きな化合物に対して精密な計算ができるようにプログラムの整備を進める。基底関数や電子相関理論・相対論的補正方法などの計算条件と計算精度について系統的な検討を進て本研究を完了させる。
|
| Causes of Carryover |
コロナ感染症拡大のため一部の計算プログラムの作成や計算作業のアルバイトを募集することが出来ず、予算を繰り越すことになった。また、幾つかの学会発表が中止になったため、同様に参加費や旅費を繰り越すことになった。
|
