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本研究は、研究代表者が所属する研究所で開発されてきた、シュレーディンガー方程式の正確な解法(自由完員関数法)や励起状態の精密量子化学理論(SAC-CI法)を星間分子群に適用し、精密な量子化学の立場から宇宙の物質科学の諸問題に取り組むことを目的としている。H29年度は、研究所において自由完員関数法の理論体系が進展し、その応用可能性が大きく広がった。特に、化学の本質であるLocalityとTransferabilityを基礎に置く波動関数の構築方法が提案され、一般的な量子化学が不得手な結合解離ポテンシャルカーブや高い電子励起状態も精密に求めることができることが示された。この手法は、地球上では不安定な星間分子の特殊な電子状態を研究する上で重要である。例えば、C2分子の精密な結合解離ポテンシャルカーブを基底・励起状態共に求め、ポテンシャルカーブに沿って各電子状態の化学結合の本質を解析した。その知見は、宇宙で存在が確認されているCnH系の化学の基礎として有用である。SAC-CI法の応用では、これまでDiffuse Interstellar Band (DIB) 等の未解決観測スペクトルの候補としても考えられているイオンやアニオン分子の電子励起状態の計算を行った。今後も、自由完員関数法とSAC-CI法を併用しDIBの候補と考えられる様々な分子の電子状態を系統的に計算し、有用な理論的知見としてまとめていきたい。
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