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超高速非線形分光による凝縮相中分子および分子集合体の量子動力学の理論的解析

研究課題

研究課題/領域番号 06J02691
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 土木材料・力学一般
研究機関京都大学

研究代表者

石崎 章仁  京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究(DC2)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード量子散逸系 / 量子ダイナミクス / 分子内振動 / 振動緩和 / 位相緩和 / 二次元分光法 / 非線形分光法
研究概要

計算機性能の長足の進歩により、数個の原子しか含まない小さな分子に対しては、動力学を量子力学的に計算することが可能となった。しかしながら溶液や蛋白質環境など凝縮相中にある分子系では非常に多くの原子を取り扱わなければならず、全ての自由度を量子力学的に扱うことは事実上不可能である。そこで、現実に計算可能となるような様々な近似手法を導入して動力学を計算・議論することになる。平成19年度は、経路積分法に基づく非摂動的アプローチ(影響汎関数理論)を用いて、非Markov的な量子Master方程式の導出を行った。この非摂動論的方程式は、Markov近似を用いることで、系Sと熱環境の相互に関して2次の摂動論であるRedfield方程式に帰着する。したがって、Redfield方程式における系Sと熱環境との相互作用の強さに関する制限が取り除かれたことになる。Redfield方程式に高次の摂動項を加える等、相互作用の強さに関する制限を改善しようと多くの研究がなされてきたことを考えると、この理論は非常に重要なものである。しかし、このNN-QME理論は通常の密度演算子の非Markovな性質を適切に記述できるものの、非線形光学応答として観測されるべき記憶効果を再現できないという欠点があることも指摘した。一方、以前に申請者らによって提案されたQFP-LTC方程式はそのような記憶効果も記述可能である。このことを理論的に、そして多次元分光スペクトルの計算を通して明らかにした。更に、上記理論を多モードが結合した分子内振動の問題などに適用し、実験で得られた二次元赤外分光スペクトルの解析・説明を行った。
以上、申請時の研究計画は達成されたと考える。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Nonperturbative-NonMarkovian Quantum Master Equation:Validity and Limitation to Calculate Nonlinear Response Functions2008

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki and Yoshitaka Tanimura
    • 雑誌名

      Chemical Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Multi-Mode System Coupled to Multiple Heat Baths Probed by Two-Dimensional Infrared Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki and Yoshitaka Tanimura
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 111

      ページ: 9269-9276

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling Vibrational Dephasing and Energy Relaxation Processes of Intermolecular Anharmonic Modes for Multidimensional Infrared Spectroscopies2006

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki, Yoshitaka Tanimura
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 125

      ページ: 84501-84501

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 多次元分光シグナルでみる凝縮相量子動力学2007

    • 著者名/発表者名
      石崎 章仁、谷村 吉隆
    • 学会等名
      第10回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館
    • 年月日
      2007-05-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2024-03-26  

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