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超流動液体ヘリウム内の化学的過程に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 12740314
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

三浦 伸一  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10282865)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2001: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords超流動 / 液体ヘリウム / 経路積分 / 分子動力学法 / 置換の擬ポテンシャル / ハイブリッドモンテカルロ / 非経験的分子軌道法 / 水
Research Abstract

極低温での溶液内化学反応および原子分子の分光実験が現在精力的に行われている。特に溶媒として超流動ヘリウムを用いた実験が行われており、量子効果に由来する様々な"奇妙な"化学的なプロセスが観測されている。本研究の目的はこのような超流動ヘリウム内での原子分子の溶媒和および化学反応の分子論的な描像を確立することにある。
本年度は、超流動ヘリウムを記述しうる方法論の開発を行った。液体ヘリウムの超流動性には粒子のスピンに由来する統計性(この場合はポーズ統計)を適切に考慮することが極めて重要である。昨年度本研究課題で開発した量子統計の効果を表現する"置換の擬膨ポテンシャル"を高次の近似に対して拡張した。モデル計算により、ヘリウムのような分子系で擬ポテンシャルは有効に働くことを示した。
さらに、分子間相互作用をモデルポテンシャルに依らず、第一原理から求め量子系のシミュレーションを行う方法を開発した。化学反応に典型的な結合の組替えがある場合は、モデルポテンシャルでこのプロセスを表現することは一般に難しく、第一原理から求めることが望ましい。昨年度開発した非経験的分子軌道法と経路積分法を結合した分子動力学法の厳密な定式化を行い、分極率の計算などの一般化への道を開いた。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All Other

All Publications (8 results)

  • [Publications] K.Shinoda: "A molecular approach to quantum fluid, based on a generalized Ornstein-Zernike infernal equation"J. Chem. Phys.. 114. 7497-7505 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Shinoda: "Isotope effect on the structure of quantum fluid : A generalized Ornstein-Zernike analysis"Chem. Phys Lett.. 337. 306-312 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Shinoda: "A generalized Ornstein-Zernike integral equation study of atomic impurities in quantum fluid"J. Chem. Phys.. 115. 4161-4168 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Miura: "Path integral molecular dynamic method based on a pair density matrix approximation"J. Chem. Phys.. 115. 5353-5361 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] N.Yoshii: "A molecular dynamics study of dielectric constant of water"Chem. Phys. Lett.. 345. 195-200 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shiga: "A unified scheme for ab initio molecular orbital theory and path integral molecular dynamic"J. Chem. Phys.. 115. 9149-9159 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Miura: "Path integral molecular dynamics for Bose-Einstein and Fermi-Dirac statistics"Journal of Chemical Physics. 112. 10116-10124 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Shiga: "Ab-initio molecular orbital calculation considering the quantum mechanical effect of nuclei by path integral molecular dynamics"Chemical Physics Letters. 332. 396-402 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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