非断熱遷移と化学動力学諸問題の統合的理論研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440179
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 中村 宏樹 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (10010935)
• 研究分担者: 信定 克幸 北海道大学, 理学部, 助手 (50290896) ; 朱 超原 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (30270466)
• キーワード: 非断熱遷移 / 化学反応動力学 / 超球座標 / 全反応確率 / Landau-Zener-Stueckelberg / Rozen-Zener / ポテンシャルリッジ / 分子過程制御

研究概要

1.非断熱遷移理論の拡充と応用
Landau-Zener型及びRosen-Zener型非断熱遷移を包含した統一理論のモデルとして指数関数モデルを取り扱い、その解の一般化を遷移領域のエネルギーより高いエネルギーで行うことに成功した。
また、Landau-Zener-Stueckelberg型問題に対する我々の完全解の各種動力学過程への応用を進めた。最も野心的な応用は3次元水素原子移行反応を超球楕円座標と我々の非断熱遷移理論を用いて解析する事に成功した。OHlC及びBrHCl系に適用し全反応確率を完全に解析的に評価しうることを示した。
2.水素原子移行反応の量子動力学
新しい超球楕円座標に基づく理論を展開してきたが、これを用いて0(^3P)HClやH0_2等の反応の動力学の解明を進めた。全角運動量Jが0でない場合のプログラムも完成させ反応断面積や反応速度定数の正しい評価が出来る様にした。また、反応速度定数の直接評価に対する新理論を提唱しているがその応用も行った。
3.外場による分子過程の制御に対して我々の新しい理論を適用した。

研究成果

• [文献書誌] K. Nobusada, O. I. Tolstikhin, and H. Nakamura: "Quantum Reaction Dynamic of Cl+HCl → HCl+Cl : Vibrationally Nonadiabatic Reactions"J. Mol. Str. (THEOCHEM). 461-462. 137-144 (1999)
• [文献書誌] V. I. .Osherov and H. Nakamura: "Analytic Solution of Two-State Time-Independent Coupled Schrodinger Equations in an Exponential Model"Phys. Rev.. A59. 2486-2489 (1999)
• [文献書誌] G.V. Mil'nikov, O.I. Tolstikin, K. Nobusada and H. Nakamura: "Quantum Reaction Dynamics of Asymmetric Exoergic Heavy-Light-Heavy Systems ; Cl+HBr → HCl+Br"Phys. Chem. Chem. Phys.. 1. 1159-1163 (1999)
• [文献書誌] H. Nakamura: "Molecular Switching in a Two-Dimensional Constriction"J. Chem. Phys.. 110. 10253-10261 (1999)
• [文献書誌] Y. Teranishi and H. Nakamura: "New way of Controlling Molecular Processes by Time-Dependent External Fields"J. Chem. Phys.. 111. 1415-1420 (1999)
• [文献書誌] K. Nobusada abd H. Nakamura: "On the J-Shift Approximation in Quantum Reaction Dynamics"J. Phys. Chem.. 103. 6715-6720 (1999)
• [文献書誌] L.Pichl, H.Nakamura and J.Horacek: "Analytical Treatment of Singular Equations in Dissociative Recombination"Comp. Phys. Comm. 124. 1-18 (1999)
• [文献書誌] C.Zhu, H.Nakamura, and K.Nobusada: "Electronically adiabatic chemical reactions analyzed by the semiclassical theory of nonadiabatic transition"Phys. Chem. Chem. Phys. 2. 557 (2000)
• [文献書誌] M.Wojcik, H.Nakamura, S.Iwata, and W.Tatara: "Theoretical study of multidimensional proton tunneling in the excited state of tropolone"J. Chem. Phys.. (in press). (1999)