2021 Fiscal Year Annual Research Report
Enantio-selection by ultrafast control of molecular motion
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20K21169
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大島 康裕 東京工業大学, 理学院, 教授 (60213708)
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2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | キラル選択 / 超高速分光 / イオンイメージング / 回転コヒーレンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、従来までとは全く異なる原理に基づいて、高感度、高時間分解能、かつ、絶対不斉配置の決定をも可能とする、気相分子キラリティの高精度識別法を開発することを目的とする。異なるエナンチオマーは互いに鏡像関係の構造を有し、振動・回転エネルギー準位は同一で、この点では全く区別できない。しかし、３次元空間中の「方向性」では明確な差異が存在する。通常の気体中では配向がランダムで方向性の情報は失われてしまうが、分子がそろって回転する状態を作り出せれば、キラリティについての情報を引き出すことができる。本研究では、超高速回転運動制御と空間配向を高い時間分解能で計測するクーロン爆発イメージングとを組み合わせてキラリティ識別を実現する。
クーロン爆発イメージング法では、生成した解離イオンの速度ベクトル分布は、解離直前の分子内の原子配置を直接反映するので、位置敏感検出器により２次元情報として測定し、そのデータから実験室系における分子の空間配向を再構成できる。キラリティ識別という観点からは、右手分子ではある解離イオンが前方に飛び出すのに対して、左手系では後方に観測されることになる。
昨年度より、従来までの２次元検出器に加えて、直交する方向にもう１組の２次元検出器を追加することにより、レーザーの進行方向に垂直な面で切り出されたイオン画像と、レーザーの光軸を含んだ面に射影されたイオン画像を同時取得しうる配置を実現し、キラル分子のクーロン爆発イメージングを多角的に観測する体制を構築した。本年度は、実際に酸化プロピレン分子を対象に測定を行い、ピコ秒の時間分解能で２つの鏡像異性体によって対称的な解離イオン分布を示すことを明らかにした。この結果は、エナンチオ特異的な超高速回転ダイナミックスを世界に先駆けて検証した成果である。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Rotational and vibrational wave packet imaging spectroscopy: Broad bandwidth, high-resolution spectra and dynamics of weakly-bound molecular dimers, Ar2, (N2)2, and (CH4)22021
Author(s)
K. Mizuse, H. Sato, H. Ishikawa, Y. Oyagi, T. Murai, G. Ishibashi, Y. Tobata, Y. Ohshima
Organizer
2021 International Symposium on Molecular Spectroscopy
Int'l Joint Research
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