核シッフモーメントの電子遮蔽効果：相対論的量子化学計算による高精度予測

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22171
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 波田 雅彦 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 特任教授 (20228480)
• 研究分担者: 阿部 穣里 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (60534485)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2024-03-31
• キーワード: 核シッフモーメント / NMR

研究実績の概要

原子核が持つ永久電気双極子モーメント（核シッフモーメント）を仮定し、それが周辺電子によって遮蔽を受けた実効核シッフモーメントを相対論的量子化学理論によって計算し、核シッフモーメントの探索実験を支援する。核シッフモーメントの存在は、電子の永久電気双極子モーメント（電子ＥＤＭ）のそれと同様に、小林・益川の標準模型が予測する値よりも大きなＣＰ対称性破壊の証明となるが、その存在は未だ確認されていない。核シッフモーメントについては、Yale大学のDeMilleグループなど幾つかのグループで探索実験が精力的に検討されており、核磁気共鳴(ＮＭＲ)理論を用いた実験も存在するので、それらの実験的研究を支援するための計算も実施する。2原子分子を用いて電子や原子核の電気双極子モーメント(EDM)の観測がなされている。これらのEDMはCP対称性破れの証拠となるため注目されている。NSMは、CP対称性を破る相互作用により、原子核内の電荷分布が球対称からずれることで生じる。従来の電子状態項では、核上の電子密度の微分値(X)という近似表現が用いられてきた。Gauss型基底を用いた電子状態項の厳密表現を用いて、適切な近似表現を検討した。計算方法はDirac-Coulomb-Fockである。電子状態計算の結果から、NSMの電子状態項を算出した。基底関数としては、核内部についても表現できるように、even-temperedの規定を用いた、計算されたNSMの電子状態項をFittingするために、原点、若しくは原子核半径でのテーラー展開や最小二乗法近似を採用した。最小二乗法近似の場合、原子核内部の電気状態項を全体的にバランスよく再現できた。これにより、従来表現に比べて平均絶対誤差は格段に減少した。

研究成果

• [雑誌論文] Resonance Raman study of oxoiron(IV) porphyrin π-cation radical complex: Porphyrin ligand effect on ν(Fe=O) frequency (2024)
  • 著者名/発表者名: Ueda Kaho、Sato Wataru、Yanagisawa Sachiko、Kubo Minoru、Hada Masahiko、Fujii Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Inorganic Biochemistry 巻: 255 ページ: 112544～112544
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2024.112544
  • 査読あり
• [雑誌論文] The isotopic signature of UV during bacterial reduction (2024)
  • 著者名/発表者名: Brown A.R.、Molinas M.、Roebbert Y.、Faizova R.、Vitova T.、Sato A.、Hada M.、Abe M.、Mazzanti M.、Weyer S.、Bernier-Latmani R.
  • 雑誌名: Geochemical Perspectives Letters 巻: 29 ページ: 45～50
  • DOI: 10.7185/geochemlet.2411
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oxidative Effects of Raw Chickpea in Reformulated Pork Patties: Level of Chickpea, Temperature, and Use of Selected Natural Antioxidants (2023)
  • 著者名/発表者名: Kasaiyan Seyedalireza、Ferreira Iasmin、Villalobos-Delgado Luz H.、Rigueiro Samuel、Caro Irma、Berm?dez Roberto、Mateo Javier
  • 雑誌名: Processes 巻: 11 ページ: 2062～2062
  • DOI: 10.3390/pr11072062
• [雑誌論文] Electric field effect of positive and negative charges of substituents on electronic structure and reactivity of oxoiron(IV) porphyrin π-cation radical complex (2023)
  • 著者名/発表者名: Yanai Kanae、Hada Masahiko、Fujii Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Inorganic Biochemistry 巻: 244 ページ: 112208～112208
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2023.112208
• [雑誌論文] Characterization and Reactivity of an Incredibly Reactive Intermediate in the Protonation Reaction of Dioxo-Manganese(V) Porphyrin with Acid (2023)
  • 著者名/発表者名: Katogi Yuri、Okamoto Ayano、Hada Masahiko、Fujii Hiroshi
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 13 ページ: 4842～4852
  • DOI: 10.1021/acscatal.2c06122
• [雑誌論文] Density Functional Study on the Photopolymerization of Styrene Using Dinuclear Ru?Pd and Ir?Pd Complexes with Naphthyl-Substituted Ligands (2023)
  • 著者名/発表者名: Salmahaminati、Inagaki Akiko、Hada Masahiko、Abe Minori
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry A 巻: 127 ページ: 2810～2818
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.3c01299