Study of the quantum effects of para-hydrogen with high-sensitive coherent double resonance spectroscopy and its application to interstellar chemistry

高灵敏相干双共振光谱研究仲氢量子效应及其在星际化学中的应用

• 批准号: 22K05017
• 负责人: 住吉 吉英
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05017/
• 关键词: パラ水素クラスター; コヒーレント2重共鳴分光; 星間化学; 分子間振動ダイナミクス; マイクロ波分光

令和4年度は，パラ水素クラスターの分子間振動回転遷移を観測するためのマイクロ波シンセサイザー（出力範囲1-20 GHz）とその制御システムを整備した．マイクロ波シンセサイザーは，既存の装置を修理して本研究に用いた．今回整備したマイクロ波シンセサイザーと，これとは別に所有していたマイクロ波シンセサイザー（出力範囲1-24 GHz）を組み合わせてコヒーレントな2重共鳴分光を行うための制御回路，およびLabViewを用いた制御プログラムを開発した．また，検出感度の向上を目指して，電気ノイズの少ない半導体マイクロ波増幅器と高速応答のマイクロ波スイッチを購入し，2重共鳴分光装置の検出系に組み込んだ．分光装置の動作確認のために，硫化カルボニルの同位体種，および硫化カルボニルとアルゴン原子から成る分子クラスターを用いた2重共鳴分光を行い，高感度の2重共鳴分光装置として十分な性能を有している事を確認した．また，２つのマイクロ波の入射タイミングを適切に制御する事で，分子の分布変化と回転量子状態の位相変化を区別して観測できることを確認した．パラ水素クラスターの振動回転遷移の周波数から分子間相互作用ポテンシャル曲面を決定するための解析ブログラムを開発した．本研究で用いるマイクロ波分光法は，高い分解能を有するため，回転スペクトル中に核スピンに由来した超微細分裂構造を観測する事が可能である．分子クラスターで観測される超微細分裂構造は，単体の分子で観測される分裂構造と比べて複雑なものになることが予想されるが，その複雑な分裂構造の中に，分子間相互作用ポテンシャルの重要な情報が含まれていると期待される．今年度に開発した解析プログラムは超微細分裂の情報から分子間相互作用曲面を決定する機能を備えたものである．

在2022年，我们开发了一个微波合成器（输出范围：1-20 GHz）及其控制系统，用于观察寄生虫簇的分子间振动旋转过渡。在本研究中使用微波合成器，通过修复现有设备。我们已经开发了一个控制电路，用于通过将这次的微波合成器与我们单独拥有的微波合成器（输出范围1-24 GHz）相结合，并使用LabView进行控制程序。此外，为了提高检测灵敏度，我们购买了一个半导体微波放大器，具有较小的电噪声和具有高速响应的微波开关，并将其纳入了双共振光谱仪的检测系统中。为了确认光谱仪的运行，使用由羰基硫化物和分子簇的同位素物种进行双共振光谱，由羰基硫化物和氩原子组成，并确认它具有足够的性能作为高度敏感的双谐振光谱仪。此外，通过正确控制两个微波的入射时间，可以通过区分分子分布变化和旋转量子状态的相变量来确认观察结果。我们已经开发了一个分析博客图，用于从偏二氢簇的振动旋转过渡频率确定分子间相互作用的表面。这项研究中使用的微波光谱具有很高的分辨率，使观察到旋转光谱中核自旋衍生的超级裂变结构成为可能。预计在分子簇中观察到的超细分裂结构比单分子中观察到的分裂结构更为复杂，但是可以预期，复杂的分裂结构包含有关分子间相互作用电位的重要信息。今年开发的分析计划的功能是根据超细分裂信息确定分子间相互作用表面。

项目成果

3準位量子系とマイクロ波のコヒーレント相互作用に関する理論的研究

三能级量子系统与微波相干相互作用的理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakajima Masakazu;Liu Yi-Ting;Chang Ching Hua;Seiki Kenji;Sumiyoshi Yoshihiro;Ohshima Yasuhiro;Tang Jian;Endo Yasuki;福島勝，石渡孝，本良千隼，住吉吉英，遠藤泰樹;須賀智礼，新井健太，住吉吉英
• 通讯作者: 須賀智礼，新井健太，住吉吉英

ジェット冷却したSiNSiのLIF分光 - C 2Delta_u - X 2Pi2 電子遷移のホットバンド -

喷射冷却 SiNSi 的 LIF 光谱 - C 2Delta_u - X 2Pi2 电子跃迁热带 -

• 发表时间: 2023
• 作者: Nakajima Masakazu;Liu Yi-Ting;Chang Ching Hua;Seiki Kenji;Sumiyoshi Yoshihiro;Ohshima Yasuhiro;Tang Jian;Endo Yasuki;福島勝，石渡孝，本良千隼，住吉吉英，遠藤泰樹
• 通讯作者: 福島勝，石渡孝，本良千隼，住吉吉英，遠藤泰樹

Fine and hyperfine coupling constants of the β-cyanovinyl radical, HCCHCN

β-氰基乙烯基自由基 HCCHCN 的精细和超精细耦合常数

• DOI: 10.1039/d2cp00516f
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Nakajima Masakazu;Liu Yi-Ting;Chang Ching Hua;Seiki Kenji;Sumiyoshi Yoshihiro;Ohshima Yasuhiro;Tang Jian;Endo Yasuki
• 通讯作者: Endo Yasuki