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分子の非断熱電子状態とレーザーによるその制御と創出の理論

研究課題

研究課題/領域番号 11J09633
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 物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

花崎 浩太  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード非断熱動力学 / Floquet演算子法 / 強い光学場中の分子 / 高強度レーザー場 / フロケー法 / フロケー仮説法 / レーザー場
研究概要

本研究の目的は、強い光学場中の分子の電子状態動力学を第一原理的に解明し、レーザーを用いた分子の諸反応の制御機構の解明、予測に応用することである。前年度までに定式化し、プログラムに実装した非断熱Floquet演算子法は、この目的の為に、従来型の化学動力学において実績のある非断熱動力学の枠組みをレーザー場中の動力学に拡張し、当該現象の厳密かつ直観的明らかな描像を提供するものである。
この非断熱Floquet演算子法の検証の論文は、前年度終盤(2012年12月)時点でPhysical Review A 誌に投稿していたが、結果について大幅な加筆を求められて(2013年1月Refereeコメント)いた為、今年度前半の活動は、より複雑な分子(LiF)での追加計算作業(前年度から引き続き)を行った。この結果は年度前半に仕上げることができ、再度の修正要求を経て、2013年11月末に出版に至った。
これに並行して、本手法について第16回理論化学討論会、及び他研究室における非公式のセミナー等に於て講演し、議論を深めた。これら活動の中では、本研究の方向性に関して、客観的な評価を受け(理論的完成度には肯定的だが、新奇性や化学的な応用性に関して不十分との評価であったが、理論の検証を済ませたばかりの段階としては、予測されたものである)今後の発展の為の示唆を得た。
年度後半においては、ここで開発した非断熱Floquet演算子法をより大きな分子系に適用するための基礎研究(Pechukasの経路積分理論をつかった力学的要請を満たす量子古典混合計算法の研究)の開発を行った。この成果は近日中に学会で発表する予定である。
研究員は、修士課程における非断熱動力学の定式化に関する研究と、本研究の幾つかの成果を合わせ、発展的内容を含めて博士論文とした。この論文は、本研究に関する総説的な内容をまとめ、また本研究を非断熱動力学の広い視点から捉え直し、本研究の内容を深める内容になっている。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Unified treatment of field-induced and intrinsic nonadiabatic transitions with a generalized Floauet Hamiltonian method.2013

    • 著者名/発表者名
      Kota Hanasaki and Kazuo Takatsuka
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 88 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreva.88.053426

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental Approaches to Nonadiabaticity : Toward a Chemical Theory beyond the Born-Oppenheimer Paradigm2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yonehara, K.Hanasaki, K.Takatsuka
    • 雑誌名

      Chemical Reviews

      巻: 112 号: 1 ページ: 499-542

    • DOI

      10.1021/cr200096s

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一般化したFloquet法による強レーザー湯中の電子-核非断熱動力学2013

    • 著者名/発表者名
      花崎 浩太、高塚 和夫
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター(あれいふ)〔福岡県福岡市〕
    • 年月日
      2013-05-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フロケー法を用いたレーザー場中の分子非断熱動力学の研究2012

    • 著者名/発表者名
      花崎浩太、高塚和夫
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 (神奈川県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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