Differential cross sections for the dissociative single and double excitations in electron-CH4 collisions ── a proposal of a universal curve 2P31 (Tokyo Institute of technology) Yachi, Kazufumi; Odagiri, Takeshi; Ishikawa, Lisa; Nakazato, Tomoharu; Tsuchida, Toshinori; Ohno, Naruhito; Kitajima, Masashi; Kouchi, Noriyuki 二つ以上の電子が同時に励起した多電子励起分子においては, 電子相関の取り扱いが重要となり, 一電子平均場近似ではその正確な取り扱いが困難となる。また多電子励起分子のポテンシャルエネルギーはイオン化連続状態の領域にあり, 低い励起状態と異なり複素ポテンシャルとなる。このような理由で多電子励起分子の生成・崩壊ダイナミクスは非常に興味深い。しかし,その取り扱いの困難さ故に理論研究はほとんど無い。また実験の立場からもイオン化連続状態の妨害により, その観測は困難である。本研究グループでは, 多電子励起分子が中性解離し,励起原子を生成する過程が連続状態の寄与を受けない事に着目し, その解離原子が放出するけい光を利用する多電子励起分子の観測法を確立した[1] 。その手法の一つを用いて, CH4の電子衝突において一電子励起 (2a1)-1(npt2) (n = 3, 4)状態と二電子励起 D2, D3, D4状態について, H(2p)原子生成に至る角度微分断面積を電子散乱角の関数として測定した[2]。本研究では, 簡単なスケーリングを行い,さらに電子散乱角ではなく運動量移行の自乗に対しプロットすることにより,各超励起状態の角度微分断面積を一つの曲線(ユニバーサルカーブ)に載せることが出来る事を示したい[2] 。このような研究により,分子内の電子だけではなく,入射電子も含めた電子相関が重要となる電子衝突による多電子励起過程のより深い理解を目指す。実験について簡単述べる。本研究グループが開発したイメージング型光子標識付き電子エネルギー損失分光法 [3] により, 入射電子エネルギー80eV, 電子散乱角4 , 12 , 24 , 36 , 48 において, ~ CH4 ( X 1A1 (1a1)2 (2a1)2 (1t2)6 ) を標的として上述の4つの超励起状態について H(2p)原子生成に至る角度微分励起断面積を電子散乱角の関数として測定した。 Fig.1 にてスケーリングした角度微分断面積（Scaled DCS）を運動量移行の自乗 K2 に対してプロットした [2] 。超励起状態毎のスケーリング因子sαは s(2a ) 1 (npt ) =1, sD2 =0.18, sD3 =1.0, 1 2 sD4 =0.13 である。Fig. 1 より, 測定され ! ! た角度微分断面積はすべて一本の曲線（ユニバーサルカーブ） ! ! に乗りそうであることがわかる。また, K2=0.6原子単位に共通の境界がある事も見て取れる。この境界は恐らく励起メカニズムの変化を意味していると思われる。スケーリング因子の物理的解釈については当日述べる。このユニバーサルカーブが,分子多電子励起状態の生成・崩壊ダイナミクスに関する理論研究の良い指針になると言っても過言では無いだろう。 Fig. 1 The scaled differential cross sections (Scaled DCSs) for the dissociative excitations to the superexcited states resulting in H(2p) formation as a function of the square of the momentum transfer, K2 [4]. ◇: the sum of -1 DCS for the singly excited (2a1) (npt2) (n = 3, 4) states without any scaling, ▲: DCS for the doubly excited D2 (1t2)-2 (3a1) (mo) state multiplied by 0.15, ●: DCS for the doubly excited D3 (2a1)-1 (1t2)-1 (2t2) (mo’) state multiplied by 0.82, ■: DCS for the doubly excited D4 (2a1)-2 (3a1) (mo”) state multiplied by 0.12. Dashed curve is the universal curve proposed by the present research. [References] [1] Odagiri T et al. 1996 J. Phys B: At. Mol. Opt. Phys., 29 1829 [2] Yachi K et al. sumitted to J.Phys. B: At. Mol. Opt. Phys [3] Nakazato T et al. 2007 J.Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 2459