| 研究概要 |
硫化カルボニル分子をドープしたヘリウムクラスターをサイズを変えて,クラスターの超流動性とその中での分子の回転ゆらぎの相関について量子シミュレーション法を用いることにより理論的に調べた。計算は,当グループで開発している経路積分ハイブリットモンテカルロ法を用いた。本年度は比較的サイズの小さいクラスターに焦点をあて,実験で得られている回転定数のサイズ依存性を解析した。計算からヘリウム原子数が少ない時は、分子とヘリウム原子の複合体的な振る無いを示すが,その原子数が10を越えると量子力学的な溶媒和状態にうつり,回転ゆらぎの特性がかわる。それがクラスターにおける超流動性の発現と関わっていることを示した。特に経路積分法で表したときのヘリウム原子が特徴的な配位をとると,"自由回転様"の振る無いを引き起こすことがわかった。これはヘリウム原子がボーズ統計に従っていることの直接の帰結であるが,仮想的にヘリウム原子がボルツマン統計に従っているクラスターの計算も併せて実行することにより、その事実を明確に示した。
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