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量子モンテカルロ法の発展・深化による多原子分子への陽電子吸着機構の理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05041
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

北 幸海  横浜市立大学, 理学部, 准教授 (40453047)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード陽電子 / 陽電子親和力 / 振動励起 / 量子モンテカルロ法
研究成果の概要

本研究では、申請者が開発してきた陽電子化合物に対する理論手法をさらに発展・深化させ、陽電子対消滅スペクトルを帰属可能な解析手法を確立することにより、これまで起源が不明であった多原子分子への陽電子吸着状態を解明することを目的に研究を行った。この目的のため(1)量子多体効果を高精度に取り込むためにbackflow変換を導入した新規確率論的非調和振動状態理論を開発・実装し、(2)振動励起状態における陽電子吸着能の精密計算法の開発を行うことで、これまで帰属されていなかった多原子分子の陽電子対消滅スペクトルに対する非経験的な帰属を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陽電子は材料科学や核医学など幅広い分野で応用されているにもかかわらず、原子・分子への陽電子の吸着機構や陽電子吸着分子(陽電子化合物)の物性や対消滅機構といった基礎的性質は十分解明されていないのが現状である。本研究により陽電子化合物に対して極めて信頼性の高い基幹的データが蓄積され、物質と陽電子の相互作用に対する基礎的理解がさらに深まることで、陽電子を利用した機能性材料や代謝過程の非破壊的観測に対して有用な基盤情報が得られたと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] First-principles quantum Monte Carlo studies for prediction of double minima for positronic hydrogen molecular dianion2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Shumpei、Yoshida Daisuke、Kita Yukiumi、Tachikawa Masanori
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 153 号: 22 ページ: 224305-224305

    • DOI

      10.1063/5.0022673

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of the binding of a positron and pair-annihilation in fluorinated benzene molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Kuniaki ONO, Takayuki OYAMADA, Yukiumi KITA, and Masanori TACHIKAWA
    • 雑誌名

      The European Physical Journal D

      巻: 74 ページ: 89-89

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多原子分子に対する陽電子対消滅スペクトルに関する理論的解析2020

    • 著者名/発表者名
      土肥 海人,立川仁典,北幸海
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Backflow 変換を用いた新規振動座標による高精度非調和振動状態理論の開発2019

    • 著者名/発表者名
      石井桐子, 立川仁典, 北幸海
    • 学会等名
      第22回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸分子への陽電子束縛と対消滅機構の理論的解析2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎真椰,北幸海,立川仁典
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Backflow変換を用いた新規振動座標による非調和振動状態理論の開発2019

    • 著者名/発表者名
      石井桐子,立川仁典,北幸海
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動励起状態におけるアセトアルデヒド分子への陽電子束縛と対消滅メカニズムの理論的解析2019

    • 著者名/発表者名
      土肥 海人,立川仁典,北幸海
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ab Initio Study of the Effect of Molecular Vibrations on the Positron-Binding to Polyatomic Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      K. Dohi, Y. Kita, and M. Tachikawa
    • 学会等名
      XX International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of accurate anharmonic vibrational state theory using a novel vibrational coordinate based on backflow transformation2019

    • 著者名/発表者名
      ISHII, Kiriko; TACHIKAWA, Masanori; KITA, Yukiumi
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis of the binding of a positron to acetaldehyde molecule2019

    • 著者名/発表者名
      DOHI, Kaito; TACHIKAWA, Masanori; KITA, Yukiumi
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高精度非調和振動状態解析に向けたbackflow相関因子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      石井桐子、立川仁典、北幸海
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2018年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アセトアルデヒド分子への陽電子束縛に対するH/D同位体効果の理論的解析2018

    • 著者名/発表者名
      土肥海人、立川仁典、北 幸海
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2018年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CXY分子(X,Y=O,S)の陽電子親和力に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      古島弥来、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study on the binding of a positron to polyatomic molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi KITA
    • 学会等名
      16th International Congress of Quantum Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi KITA, Yurika YAMADA, Umihiro URAKAWA, and Masanori TACHIKAWA
    • 学会等名
      50th European Group on Atomic Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 量子物理化学研究室 - 横浜市立大学

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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