2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on hydrogen catalysis mechanisms in interstellar molecular evolution
Publicly Offered Research
| Project Area | Evolution of molecules in space: from interstellar clouds to proto-planetary nebulae |
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| Project/Area Number |
16H00932
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
高柳 敏幸 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90354894)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 星間反応 / イオン化ダイナミクス / 水素分子触媒 / 核量子効果 / 反応動力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は、昨年度に計画したH2-H2錯体のイオン化ダイナミクスを主な研究対象として取り上げた。宇宙空間では、高エネルギー粒子が低温ガス中に存在する物質をイオン化し、生成したイオンが様々な反応を引き起こす。H2・H2錯体がイオン化するとH2+イオンが生成し、錯体内でH2と反応してH3+を生成すると予想される。過去の研究で開発されたH2-H2のファンデルワールス力に基づいたポテンシャルエネルギー曲面を用い、経路積分分子動力学シミュレーションによって、初期構造をサンプリングした。その結果、量子的な広がりが極めて大きいことが分かった。しかし、核の量子効果を含めた実時間シミュレーションは計算時間がかかりすぎるため、必要な初期構造をサンプリングするときにのみ、核の量子性を考慮した。原子を古典的に扱った場合には、ポテンシャルエネルギー曲面の安定点付近の局所的な構造だけをサンプリングすることになる。一方、原子を量子的に扱うことで構造の広がった高いポテンシャルエネルギーをもった構造もサンプリングすることになる。サンプリングした構造を用いて古典動力学を実行しても古典サンプリングと量子サンプリングでダイナミクスに大きな違いは見られなかったが、反応確率自体は大きく異なることが分かった。また、HをDに置換した場合の同位体効果については、サンプリングの段階でわずかに違いが見られたが、全体のダイナミクスにおいては顕著な違いは見られなかった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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