2011. december 3.

Journal of Chemical Physics 135 (2011)8:4101(6)

Reciprocity in the degeneracies in some tetra-atomic molecular ions

(Reciprocitási összefüggések négyatomos molekulaionok degenerált állapotai között)

Erika BeneaTamás Vértesia, R. Englmanb

a Institute of Nuclear Research, H-4001 Debrecen, Pf. 51, Hungary
b Soreq NRC, Yavne 81800, Israel



Többatomos molekulákban a szomszédos elektronállapotok közötti degenerációk széleskörű érdeklődésre tartanak számot. Az elektonállapotok közötti kölcsönhatások egyik formája az ún. kúpos kereszteződés (CI), amely például az ultragyors fotokémiai folyamatokban játszik meghatározó szerepet.

A CI-k közös jellemzője, hogy az adiabatikus potenciális energia felületek (a nyugvó magok terében meghatározott molekula energiák a magkoordináták függvényében) elsőrendben lineáris függvénnyel írhatók le az átmetszési pont körül. Azonban másfajta topológiájú degenerációk is létrejöhetnek: A kétszeresen degenerált állapotú többatomos lináris molekulákban, a lineáris geometriából kissé kihajlítva a molekulát, a degeneráció négyzetesen hasad fel. Ez az ún. Renner-Teller (RT)-effektus, melyet napjainkban is intenzíven vizsgálnak három, illetve négyatomos molekulákban mind kísérleti, mind elméleti módszerekkel.

A szakirodalomban nemrég többen is vizsgálták az alapállapotukban RT-degenerált (HXXH)+ szerkezetű ionokat. Topológiai módszerrel, numerikus számításokkal igazolták, hogy valamelyik hidrogén atommagot kismértékben elhajlítva a RT-degeneráció eltűnik, ugyanakkor két CI jelenik meg olyan térbeli helyzetben, hogy az X-X tengelytől mért távolságaik aránya egymás reciproka. A jelen munka fő célja ezen összefüggés algebrai igazolása volt.

A fenti, numerikusan kimutatott reciprocitás magyarázatára olyan analitikus módszert dolgoztunk ki, amely az alapállapot és gerjesztett állapotok közötti csatolásokat is tartalmazza. Először a (HXXH)+ szimmetrikus szerkezetű molekulákat vizsgáltuk. Az egyik hidrogén atomot lerögzítve, a másik hidrogén atom adott távolságra forgott az X-X tengely körül. Az alapállapoti dublett energiafelhasadását másodrendű perturbációs elmélet alapján számoltuk, két gerjesztett állapotot is figyelembe véve. Az energiakülönbséget a perturbált dubletten belül az egyes állapotok közötti csatolási együtthatók, mint paraméterek, valamint az elhajlást jellemző polárkoordináták segítségével adtuk meg. Degeneráció (vagy CI) helyén az energiakülönbség egyenlő nullával, amely egyenletnek kétféle megoldása létezik a csatolási paraméterek relatív nagyságától függően. Az alapállapot és gerjesztett állapotok közötti erős csatolás síkbeli geometriához vezet, melyre a reciprocitási összefüggés teljesül. Gyenge és közepes alap-gerjesztett csatolási esetben viszont nem síkbeli a geometria, mindkét CI a rögzített H-atom távolságával egyenlő távolságra található a tengelytől, csak előjelben eltérő, nem nulla polárszög értékekkel. A perturbatív közelítő modellt a HXYH-típusú molekulákra is általánosítottuk. Ebben az esetben egzakt reciprocitási reláció nem áll fenn, de sikerült levezetnünk a megfelelő, módosított összefüggést.

Elméleti eredményeinket a H2C2+ és H2CN molekulákra végzett ab initio numerikus számításokkal egészítettük ki. A csatolási paramétereket numerikus illesztéssel határoztuk meg, és az egyes rezgési módusoknak megfeleltetve, kísérleti értékekkel hasonlítottuk össze. A trans rezgési módusra kitűnő egyezést kaptunk a kísérletileg mért értékkel. A numerikus számolásokkal minden esetben szépen sikerült reprodukálnunk a reciprok-összefüggést, valamint ellenőriztük a degenerációk kúpos jellegét is. A H-C, illetve H-N kötéshosszak változtatásával (amely tulajdonképpen a csatolási paraméterek változtatásának felel meg), a CI-k "vándorlását" térképeztük fel, azaz, hogy mely feltételek mellett maradnak egy síkban a reciprocitási összefüggésnek eleget téve, vagy lépnek ki a síkból. Azt tapasztaltuk, hogy utóbbi esetben a CI-k helyzetére jellemző polárszög maximumot mutat, melynek részletesebb tanulmányozása későbbi vizsgálataink tárgyát képezi.




Korábban:



2011. november 4.
Spectroscopy of 39,41Si and the border of the N = 28 island of inversion

Physics Letters B 703 (2011) 417-421
Sohler Dóra, S. Grévy, Dombrádi Zsolt, O. Sorlin, L. Gaudefroy, B. Bastin, N.L. Achouri, J.C. Angélique, F. Azaiez, D. Baiborodin, R. Borcea, C. Bourgeois, A. Buta, A. Burger, L. Caceres, R. Chapman, J.C. Dalouzy, Z. Dlouhy, A. Drouard, Elekes Zoltán, S. Franchoo, S. Iacob, Kuti István, B. Laurent, M. Lazar, X. Liang, E. Liénard, S.M. Lukyanov, J. Mrazek, L. Nalpas, F. Negoita, F. Nowacki, N.A. Orr, Yu.E. Penionzkhevitch, Zs. Podolyák, F. Pougheon, A. Poves, P. Roussel-Chomaz, M. Stanoiu, I. Stefan, M.G. St-Laurent

2011. október 4.
Trajectories of S-matrix poles in a new finite-range potential

Phys. Rev. C 84, 037602 (2011)
Rácz Anett, Salamon Péter, Vertse Tamás

2011. szeptember 7.
Two-photon laser spectroscopy of antiprotonic helium and the antiproton-to-electron mass ratio

NATURE 475 (2011) 484
M. Hori, A. Sótér, D. Barna, A. Dax, R.o Hayano, S. Friedreich, Bertalan Juhász, T. Pask, E. Widmann, Dezső Horváth, L. Venturelli & N. Zurlo

2011. augusztus 8.
A 9-year record of stable isotope ratios of precipitation in Eastern Hungary: Implications on isotope hydrology and regional palaeoclimatology

Journal of Hydrology 400 (2011) 144-153.
G. Vodila, L. Palcsu, I. Futó, Zs. Szántó

2011. július 5.
4He+ ion beam irradiation induced modification of poly(dimethyloxane). Characterization by infrared spectroscopy and ion beam analytical techniques

Langmuir 27 (2011) 7:3842
R. Huszánk, D. Szikra, A. Simon, S.Z. Szilasi, I.P. Nagy

2011. május 11.
Activation of Nonlocal Quantum Resources

Phys. Rev. Lett. 106, 060403 (2011)
M. Navascués and T. Vértesi

2011. április 21.
ECR plasma photographs as a plasma diagnostic

Plasma Sources Science and Technology 20 (2011) 025002 (7)
R. Rácz, S. Biri, J. Pálinkás

2011. március 24.
Classical trajectory Monte Carlo model calculations for ionization of atomic hydrogen
by 75-keV proton impact

Physical Review A 82, 052710 (2010)
L. Sarkadi

2011. február 8.
Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

Physics Letters B 695 (2011) 419-423
G. G. Kiss, T. Rauscher, T. Szűcs, Zs. Kertész, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, C. Fröhlich, J. Farkas, Z. Elekes, E. Somorjai

2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István