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正確な量子力学原理と化学概念を融合する予言的量子化学の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H02257
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関認定NPO法人量子化学研究協会

研究代表者

中辻 博  認定NPO法人量子化学研究協会, 研究所, 理事長 (90026211)

研究協力者 中嶋 浩之  
黒川 悠索  
宮原 友夫  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2018年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2016年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードシュレーディンガー方程式 / 化学の支配原理 / 正確な解法 / 予言的量子化学の構築 / 化学産業への波及 / 生物学への波及 / 自由完員関数理論 / Free-Complement Theory / Chemical Formula Theory / 新しい原子・分子の電子構造理論 / 両理論の融合による革新的量子化学理論の誕生 / 量子化学 / 化学の支配方程式 / Chemistry Formula Theory / 正確な一般解法 / 予言的量子化学の建設
研究成果の概要

化学や生物現象の多くは量子力学の原理によって支配されている。従って、その基本方程式・シュレーディンガー方程式が正確に解ければ、化学現象を実験によらず理論と計算によって再現・予測できる。そのためこの式の正確な解法は研究者の夢であったが、約80年にわたり実現できなかった。しかし2004年に本研究代表者・中辻はその一般解法を発見し、化学に正確な予言可能性をもたらした。中辻と量子化学研究協会の研究者はこの理論を基に化学現象を正確に予測する理論の構築に励み、本基盤研究(A)の最終年度、遂にそれを普通の量子化学的な方法で可能にする画期的な理論的方法を開発した。現在、その展開に取り組んでいる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学はこれまで経験的な学問であると言われてきたが、本研究によってその支配原理が正確かつ容易な方法で解かれた事から、理論による定量的な予測が可能かつ常識とになり、経験論を乗り越えて、化学が飛躍的な進歩を遂げる基礎が確立されたことになる。本研究代表者らは、本課題の今後の展開を目指して、その実用的プログラム開発などに取り組んでいる。その成果により、学問が変わるだけでなく、化学の現代社会における役割の大きさからして、社会のあらゆる所にその貢献が波及するであろう。また、基礎原理は同じである生物の分野に対しても、革新的な影響を与えるであろう。人類の幸福に貢献できたらと思う。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 12件、 招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger equation with the free-complement chemical-formula theory: Variational study of the ground and excited states of Be and Li atoms2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji, Hiroyuki Nakashima
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 150 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.5065565

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger Equation of Hydrogen Molecule with the Free-Complement Variational Theory: Essentially Exact Potential Curves and Vibrational Levels of the Ground and Excited States of Σ symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Yusaku I. Kurokawa, Hiroyuki Nakashima, and Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 21 号: 12 ページ: 6327-6340

    • DOI

      10.1039/c8cp05949g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoelectron spectrum of NO2-: SAC‐CI gradient study of vibrational‐rotational structures2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Miyahara, Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 40 号: 2 ページ: 360-374

    • DOI

      10.1002/jcc.25608

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-Driven Proton, Sodium Ion, and Chloride Ion Transfer Mechanisms in Rhodopsins: SAC-CI Study2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Miyahara, Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 123 号: 9 ページ: 1766-1784

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b10203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger equation of atoms and molecules: Chemical-formula theory, free-complement chemical-formula theory, and intermediate variational theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji, Hiroyuki Nakashima, and Yusaku I. Kurokawa
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 11

    • DOI

      10.1063/1.5040376

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger equation of atoms and molecules with the free-complement chemical-formula theory: First-row atoms and small molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji, Hiroyuki Nakashima, and Yusaku I. Kurokawa
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 11

    • DOI

      10.1063/1.5040377

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger equation of hydrogen molecule with the free complement-local Schroedinger equation method: Potential energy curves of the ground and singly excited singlet and triplet states, Σ, Π, Δ, and Φ2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakashima, Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 24

    • DOI

      10.1063/1.5060659

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accuracy of Td-DFT in the Ultraviolet and Circular Dichroism Spectra of Deoxyguanosine and Uridine2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Miyahara and Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 122 号: 1 ページ: 100-118

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.7b09733

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circular Dichroism Spectroscopy with the SAC-CI methodology: A ChiraSac Study2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Miyahara and Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      Frontiers of Quantum Chemistry

      ページ: 21-47

    • DOI

      10.1007/978-981-10-5651-2_2

    • ISBN
      9789811056505, 9789811056512
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger equations of organic and inorganic molecules by the K computer2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji, Hiroyuki Nakashima, Yusaku I. Kurokawa, and Tomoo Miyahara
    • 雑誌名

      HPCI Research Report

      巻: 2 ページ: 39-45

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] General coalescence conditions for the exact wave functions: Higher-order relations for Coulombic and non-Coulombic systems2016

    • 著者名/発表者名
      Yusaku I. Kurokawa, Hiroyuki Nakashima and Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      Advances in Quantum Chemistry

      巻: 73 ページ: 59-79

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving the Schroedinger Equation of Harmonium Systems with the Free-Complement Local-Schroedinger-Equation method2016

    • 著者名/発表者名
      Yusaku I. Kurokawa and Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Conference on Computational and Mathematical Methods in Science and Engineering Costa Ballena (Rota)

      巻: V ページ: 1427-1432

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Solving the Schroedinger equation for doing chemistry easier2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      The University of Utah (Special lecture)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] General electronic structure theory covering exact and variational solutions of the Schroedinger equation2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      7th JCS Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Developments of the Free Complement (FC) Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      16th International Congress of Quantum Chemistry (ICQC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Free Complement (FC) Theory as a General Electronic Structure Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      Understanding Chemistry and Biochemistry with Conceptual Models (16th ICQC Satellite meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Special Guest Lecture2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      Gaussian Workshop - Introduction to Guassin: Theory and Practice -
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Free-Complement Chemistry-Formula (FC-CF) Theory2018

    • 著者名/発表者名
      中辻 博,中嶋 浩之,黒川 悠索
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Solving the Schroedinger equation of atoms and molecules with the free complement theory, FC-CF theory: exact and variational theories2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      255th ACS meeting, New Orleans, LA., Mar 18-22 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compact valence bond wave functions that leads to the exact solution of the Schroedinger equation2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      VB-NonorCI workshop
    • 発表場所
      Institute Henri Poincarré, Paris, France
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] exactな量子化学理論の構築2017

    • 著者名/発表者名
      中辻 博
    • 学会等名
      スーパーコンピュータワークショップ2016「これまでの理論・計算科学を振り返り今後を展望する
    • 発表場所
      自然科学研究機構, 岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      2017-02-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compact valence bond wave functions that leads to the exact solution of the Schroedinger equation2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      VB-CI workshop, Institute Henri Poincarre, Paris, France, Mar. 27-30 (2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plenary talk for WATOC 2016 Schroedinger medal: Exact general theory for solving Schroedinger equations of atoms and molecules: Free-complement theory and applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji (2016 Schroedinger medal of WATOC: For the discovery and development of general methods of solving the Schroedinger equation of atoms and molecules)
    • 学会等名
      11th Triennial Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists (WATOC 2017), Gasteig Cultural Center, Munich, Germany, Aug. 27- Sep. 1 (2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solving the Schroedinger equation of atoms and molecules with local free complement theory - Two aspects of the theory -2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      The Eighth Asia-Pacific Conference on Theoretical and Computational Chemistry APCTCC-8, Victor Menezes Convention Centre, Indian Institute of Technology, Mumbai, India, Dec. 15-17 (2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Free-Complement Valence-Bond Theory for Solving the Schroedinger Equation of Molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      Workshop on Current Trends and Future Directions in Relativistic Many Electron Theories
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology, Ookayama, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子力学原理と化学概念を融合する正確な予言的量子化学の構築2016

    • 著者名/発表者名
      中辻 博
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016神戸
    • 発表場所
      神戸ファッションマート、神戸
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formulation of Free-Complement Valence Bond Method for Solving the Schroedinger Equation of Atoms and Molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakatsuji
    • 学会等名
      ISTCP IX 2016
    • 発表場所
      Alerus Center, Grand Forks, ND, USA
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Frontiers of Quantum Chemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Miyahara and Hiroshi Nakatsuji
    • 出版者
      Splinger
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 認定NPO法人 量子化学研究協会研究所

    • URL

      http://www.qcri.or.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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