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本研究課題である星間空間における分子の反応の半衝突モデルである気相孤立系に生成したクラスターの反応素過程について、レーザー分光、質量分析、理論的反応経路探索を組み合わせた研究手法を開発した。この方法により、光照射後の異性化、プロトン移動、解離などの多段階の反応過程について、実験および理論的に解析できるようになった。同研究手法の適用により、ペンタン正イオンの水和クラスターにおいて、ペンタン正イオンのCH結合から水クラスターにプロトン移動が反応障壁なしに起こることを見出した。この結果は、通常中性状態において非プロトン性とみなされるCH結合が、正イオンにおいて強いプロトン供与性を持つことを示した結果である。ジエチルエーテル二量体の光イオン化過程について同手法により、光イオン化後に起こる異性化、プロトン移動、段階的の解離経路といった多段階の反応過程を明らかにすることに成功した。この解析において、ジエチルエーテル正イオンのCH結合が強いプロトン供与性を持つことが明らかになった。またジエチルエーテル二量体正イオンの解離過程において、分子間水素結合を保ったまま共有結合が切断されるという特異的な解離機構を見出した。本研究課題では、研究対象として星間空間で反応場として重要視されている氷のモデルである水クラスターを挙げている。本研究課題では水和クラスターの光反応を研究するための光源となる短波長域の真空紫外光を発生できる光源開発を目標としていた。希ガスジェットを媒体とした真空紫外光源を開発し、研究手法に組み込むことに成功している。
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