回転状態制御による水素分子２電子励起状態の動力学的研究

• 研究課題/領域番号: 25410027
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 小田切 丈 上智大学, 理工学部, 准教授 (80282820)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 原子・分子 / 多電子励起分子 / 放射光 / パラ水素 / ２電子励起分子 / 光解離 / 分子回転 / 非断熱遷移 / 2電子励起分子 / 回転準位

研究成果の概要

本研究では，水素分子２電子励起状態ダイナミックスの詳細を明らかにする目的で，(i)分子回転制御のためオルソーパラ水素変換器を自作し，(ii)分子回転を制御したうえで２電子励起状態を経由した光解離H(2p)生成断面積を測定した．(i)については液体ヘリウムと磁性体触媒による変換器の製作に成功し，高分解能光イオン収量スペクトルの測定を通し，ほぼ100%の変換効率であると見積もった．(ii)については始状態の回転準位J"=2からのH(2p)生成断面積はJ"=0のそれにくらべて約0.8倍の大きさであることを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Angular correlation measurements of a pair of Lyman-α photons emitted in the photodissociation of H2 (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hosaka, Y. Nakanishi, R. Kogo, P. Schmidt, Y. Torizuka, K. Shigemura, T. Odagiri, A. Knie, K. Jankala, A. Ehresmann, M. Nakano, Y. Kumagai, K. Shiino, M. Kitajima and N. Kouchi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Volume 635 号: 11 ページ: 112016-112016
  • DOI: 10.1088/1742-6596/635/11/112016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Total cross sections for electron scattering from noble-gas atoms in near- and below-thermal energy collisions (2015)
  • 著者名/発表者名: M Kitajima, K Shigemura, K Hosaka, T Odagiri, M Hoshino and H Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 635 号: 1 ページ: 012030-012030
  • DOI: 10.1088/1742-6596/635/1/012030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Angular correlation of a pair of Lyman-α photons produced in the photodissociation of H2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakanishi, K. Hosaka, R. Kougo, T. Odagiri, M. Nakano, Y. Kumagai, K. Shiino, M. Kitajima, and N. Kouchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 90 号: 4 ページ: 043405-043405
  • DOI: 10.1103/physreva.90.043405
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurements of ultra-low-energy electron scattering cross sections of atoms and molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kitajima, K. Shigemura, M. Kurokawa, T. Odagiri, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka and K. Ito
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1588 ページ: 78-86
  • DOI: 10.1063/1.4866926
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Total cross sections for electron scattering from He and Ne in cold electron collisions (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shigemura, M. Kitajima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka and K. Ito
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 488 号: 4 ページ: 042015-042015
  • DOI: 10.1088/1742-6596/488/4/042015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Total cross sections for electron scattering from He and Ne at very low energies (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shigemura, M. Kitajima, M. Kurokawa, K. Toyoshima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, and K. Ito
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 89 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.89.022709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross sections for the formation of H (n=2) atom via superexcited states in photo excitation of methane and ammonia (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kumagai, et al.
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 139 号: 16
  • DOI: 10.1063/1.4826460
  • 査読あり
• [学会発表] 2電子励起水素分子のダイナミクス 2p原子ペア生成断面積に現れる同位体効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, 谷内一史, Philipp Schmidt, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 小田切丈, 北島昌史, 河内宣之
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 水素分子(H2,HD, 及びD2)の光解離による2p原子ペア生成断面積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一, 鳥塚祐太郎, 谷内一史, Philipp Schmidt, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 小田切丈, 北島昌史, 河内宣之
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム,
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] パラＨ２分子２電子励起状態からのライマンα光子放出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小田切丈，阿部悠太，谷内一史 ，大類卓，白鳥貴久，海田正司，熊谷嘉晃，穂坂綱一，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム,
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 振動始状態を分離したCO2 分子のVUV 吸収断面積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 星野正光、松井翠、望月有、小田切丈、重村圭亮、近藤篤史、北島昌史、渡邉昇、足立純一、田中大
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム,
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] しきい光電子源を用いた 超低エネルギー電子-O2 衝突全断面積の測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林尚正、重村圭亮、北島昌史、小田切丈、星野正光、田中大
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム,
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 多電子同時計測によるダブルオージェ過程に起因した電子 再捕獲・再放出過程の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 彦坂泰正、増子亮平、小田切丈、足立純一、田中宏和、小菅隆、伊藤健二
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ, 第33回PFシンポジウム,
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 水素分子の光解離により生成するH(2p)原子ペアの量子もつれ (2016)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一, 仲西祐子, 向後陵子, Philipp Schmidt, 鳥塚祐太郎, 谷内一史, 小田切丈, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, 中野元善, 熊谷嘉晃, 椎野健一, 北島昌史, 河内宣之
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県・柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 加熱分子のVUV吸収断面積測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 星野正光、松井翠、望月有、小田切丈、重村圭亮、近藤篤史、北島昌史、渡邉昇、足立純一、田中大
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県・柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] パラ水素分子２電子励起状態の光解離 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小田切丈，阿部悠太，谷内一史 ，大類卓，白鳥貴久，海田正司，熊谷嘉晃，穂坂綱一，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県・柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] H2,D2,CO2と低エネルギー電子との衝突断面積の高分解能測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 重村圭亮, 奥村拓馬, 小林尚正, 森湧真, 北島昌史, 小田切丈, 星野正光，田中大
  • 学会等名: 原子衝突学会、第40回年会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス（東京都・八王子市）
  • 年月日: 2015-09-28
• [学会発表] H2およびHD分子の光解離で生成するLyman-α光子ペアの角度相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鳥塚祐太郎, 穂坂綱一, 谷内一史, Schmidt Philipp, 小田切丈, Knie Andre，Jankala Kari, Ehresmann Arno, 北島昌史, 河内宣之
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都・目黒区）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 放射光を用いた低エネルギー電子とD2との衝突全断面積測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 重村圭亮, 奥村拓馬, 小林尚正, 森湧真, 北島昌史, 小田切丈, 星野正光，田中大
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都・目黒区）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Angular correlation measurements of a pair of Lyman-α photons emitted in the photodissociation of H2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Hosaka, Yuko Nakanishi, Ryoko Kogo, Philipp Schmidt, Yutaro Torizuka, Keisuke Shigemura, Takeshi Odagiri, Andre Knie, Kari Jankala, Arno Ehresmann, Motoyoshi Nakano, Yoshiaki Kumagai, Ken-Ichi Shiino, Masashi Kitajima, Noriyuki Kouchi
  • 学会等名: The 29th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Toledo(Spain)
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Temperature dependence on VUV-absorption cross sections of CO2 molecule in the energy region of 10.6 – 11.8 eV (2015)
  • 著者名/発表者名: Masamitsu Hoshino, Midori Matsui, Yu Mochizuki, Takeshi Odagiri, Atsushi Kondo, Keisuke Shigemura, Masashi Kitajima, Noboru Watanabe, Junichi Adachi, Paulo Limao-Vieira, Hiroshi Tanaka
  • 学会等名: The 29th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Toledo(Spain)
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Total cross sections for electron scattering from noble-gas atoms in near- and below-thermal energy collisions (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kitajima, K. Shigemura, K. Hosaka, T. Odagiri, M. Hoshino, H. Tanaka
  • 学会等名: The 29th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Toledo(Spain)
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パラ水素二電子励起状態からのLyman-α光子放出断面積の測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大類卓，白鳥貴久，海田正司，小田切丈，谷内一史，熊谷嘉晃，穂坂綱一，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成断面積の絶対値測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一，椎野健一，仲西祐子，小田切丈，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 加熱されたCO2分子のVUV吸収断面積測定II (2015)
  • 著者名/発表者名: 星野正光, 松井翠, 望月有, 小田切丈, 重村圭亮A, 近藤篤史A, 北島昌史, 渡邉昇, 足立純一, 田中大
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] しきい光電子源を用いたCO2の電子衝突全断面積の高分解能測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤篤史，重村圭亮，北島昌史，小田切丈，星野正光，田中大
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] パラ水素二電子励起状態からのLyman-α光子放出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大類卓，白鳥貴久，海田正司，小田切丈，谷内一史， 熊谷嘉晃， 穂坂綱一， 北島昌史， 河内宣之
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2014
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一，椎野健一，仲西祐子，小田切丈，北島昌史，河内 宣之
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2014
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] 二酸化炭素分子のVUV吸収断面積温度依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 星野正光、松井翠、望月有、小田切丈、重村圭亮、近藤篤史、 北島昌史、田中大、渡邉昇、足立純一
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2014
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] しきい光電子源を用いたCO2の電子衝突全断面積測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 重村圭亮, 近藤篤史, 北島昌史, 小田切 丈, 星野正光, 田中 大
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2014
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] しきい光電子源を用いた電子-H2衝突実験の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 重村圭亮, 北島昌史, 小田切 丈, 加藤英俊, 星野正光, 田中 大, 伊藤健二
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成の断面積 (2014)
  • 著者名/発表者名: 穂坂綱一，椎野健一，仲西祐子，小田切丈，北島昌史，河内 宣之
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] アセチレン分子の光解離に伴う準安定水素原子生成断面積 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田切丈，熊谷嘉晃，中野元善，仲西祐子，椎野健一，大類卓，鈴木功，穂坂綱一，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 水素分子の光解離実験のためのオルソ-パラ水素変換器の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田切丈，大類卓，白鳥貴久，熊谷嘉晃，穂坂綱一，北島昌史，河内宣之
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 二電子励起状態におけるH2Oの光子標識付き電子エネルギー損失スペクトル -入射電子エネルギー100eV，小散乱角における測定- (2014)
  • 著者名/発表者名: 望月雄太，穂坂綱一，土田明代，谷内一史，重村圭亮，小田切丈，北島昌史，河内 宣之
  • 学会等名: 日本物理学会 第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成の断面積 (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎野健一，仲西祐子，穂坂綱一，小田切丈，北島昌史，河内 宣之
  • 学会等名: 日本物理学会 第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 回転状態を制御した水素分子２電子励起状態の光解離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大類卓、白鳥貴久、小田切丈、熊谷嘉晃、穂坂綱一、北島昌史、河内宣之
  • 学会等名: 日本物理学会 第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] Superexcited states resulting in metastable atomic hydrogen in the 2s state formation in photoexcitation of acetylene (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kumagai, T. Odagiri, M. Nakano, Y. Nakanishi, K. Shiino, S. Oorui, I. H. Suzuki, K. Hosaka, M. Kitajima, and N. Kouchi
  • 学会等名: 第 29 回化学反応討論会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 水素分子の光解離により生成する Lyman-α 光子ペアの角度相関関数 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仲西 祐子、穂坂 綱一、向後 陵子、中野 元善、熊谷 嘉晃、椎野 健一、鈴木 功、小田切 丈、北島 昌史、河内 宣之
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都府民総合交流プラザ
• [学会発表] Total cross section for electron scattering from He, Ne, Ar, Kr, and Xe at ultra-low energy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shigemura, M. Kitajima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, and K. Ito
  • 学会等名: The XVII International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics and the XVIII International Symposium on Electron-Molecule Collisions and Swarms
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Total cross sections for electron scattering from He and Ne in cold electron collisions (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shigemura, M. Kitajima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, K. Ito
  • 学会等名: XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Lanzhou, China
• [学会発表] e－-H2 分子の Feshbach 共鳴エネルギーの決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 重村圭亮, 北島昌史, 小田切 丈, 加藤英俊, 星野正光, 田中 大, 伊藤健二
  • 学会等名: 原子衝突学会第 38 回年会
  • 発表場所: 埼玉（理化学研究所）