水素原子の量子効果が引き起こす氷の異常相の経路積分計算による探究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23654149
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 衣川 健一 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (50254446)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 低温 / 化学物理 / 分子動力学 / 経路積分 / 氷

研究概要

低温で高密度の立方晶氷に対して、各原子を量子化することによって量子効果を取り込んだ経路積分分子動力学シミュレーションを行った。氷構造の維持のためには核の波動性が不可欠な役割を果たしていること、高密度の条件では氷構造を維持できずにアモルファス化することを見つけた。また、高密度立方晶氷または高密度アモルファス状態においては、ある分子の酸素原子と隣接する分子の酸素原子間の中点付近にゼロでない確率で水素原子が存在することが示唆された。