量子シミュレーションで紫外線が氷の化学を変える仕組みを解明 ^{CEFR B1}

研究チームはシカゴ大学プリッツカー分子工学スクールとアブドゥス・サラム国際理論物理センター（ICTP）の共同で、量子力学的な計算シミュレーションを行いました。結果は米国科学アカデミー紀要に掲載されました。

計算では、完全な結晶格子の氷や、水分子が欠けた空孔、水酸化物イオンが導入された氷、ビエルルム欠陥を含む氷などを調べました。これらの欠陥は光の吸収や放出の性質を変え、特にビエルルム欠陥は長時間の紫外線曝露後に見られる説明のつかない吸収特徴を説明する可能性が示されました。

分子レベルでは紫外線が水分子を壊し、ヒドロニウムイオン、ヒドロキシルラジカル、自由電子を生成します。電子は欠陥によって氷全体に広がることも、微小な空洞に閉じ込められることもあります。研究者たちは現在、実験と連携してこれらの予測を検証しています。