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強磁場下の原子・分子が織り成す電子の挙動は、理論的そして実用的にも様々な科学分野で興味が持たれている。我々は原子・分子のシュレーディンガー方程式と相対論ディラック方程式の正確な解を求めるための手法: Free Complement(FC)法を強磁場下の原子・分子科学の解明に適用した。特に、宇宙科学の様々な現象において磁場はしばしば中心的な役割を果たすことが分かっているが、その磁場強度は地球上での模擬実験が可能な強度を遥かに上回り、まさに理論研究に頼らざるを得ない対象である。それにもかかわらず、これまでの量子化学では強磁場下の波動関数の記述が難しく、未開拓な研究分野であった。FC法はハミルトニアンに合わせた関数形を構築するため、超強磁場下のような極限環境下の原子・分子系の計算にも問題なく適用でき、精度の高い解を得られる。また、Local Schrodinger Equation(LSE)法と組み合わせることで、原理的に磁場下の複雑な多電子原子・分子系にも適用できる。我々は、FC LSE法を用い、強磁場下の多電子原子・分子系の精密なシュレーディンガー解を求めてきた。共有結合を持つ分子では、分子軸上に平行な磁場をかけると、一般にその絶対エネルギーは高くなるが分子の結合力が強まることが分かった。しかし、磁場がない状態で弱い分散力のみで結合するHe_2(Helium dimer)分子では、1(a.u.)=2.35x10^5(T)程度の磁場では分散力はさらに弱まり、むしろ解離的となった。しかし、さらに強い磁場を付加すると、再び結合が生じることを示唆するデータを得た。このように、強磁場下では予想もつかない新しい原子・分子の反応や物性が期待できる。本研究に継続する今後の更なる展開が期待される。
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