水素分子クラスターの量子構造ゆらぎ

抄録

水素分子はその質量の軽さから原子核の量子効果が大きく，水素分子クラスターの基底状態を考える上で重要な役割を果たしている．クラスター(H₂)₁₃を例にとり，単純な調和近似は破綻し，その波動関数は配位空間の中でエネルギー最安定構造を含む幾つかの極小構造をカバーする領域にまで非局在化していることを示した．また比較的小さいクラスター(N ≤ 20)に対して，化学ポテンシャルに相当する量μ_Nを計算し，核の量子効果を完全に取り入れた場合は，N = 13のクラスターは魔法数と呼んでもよい安定な状態をとっている一方で，古典近似の際に見られたN = 7, 19におけるμ_Nの極小は量子力学的な運動エネルギーにより消失することを示した．