Real time and real space analysis for atomic dynamics in liquids

液体の原子ダイナミクスに関する実時間実空間解析

川北 至信  ; 菊地 龍弥*  ; 稲村 泰弘  ; 田原 周太*; 丸山 健二*; 花島 隆泰*; 中村 充孝   ; 鬼柳 亮嗣  ; 山内 康弘*; 千葉 薫*; 河村 聖子   ; 坂口 佳史*; 島倉 宏典*; 高橋 竜太*; 有馬 寛*; 若井 大介*; 中島 健次  

Kawakita, Yukinobu; Kikuchi, Tatsuya*; Inamura, Yasuhiro; Tahara, Shuta*; Maruyama, Kenji*; Hanashima, Takayasu*; Nakamura, Mitsutaka; Kiyanagi, Ryoji; Yamauchi, Yasuhiro*; Chiba, Kaori*; Kawamura, Seiko; Sakaguchi, Yoshifumi*; Shimakura, Hironori*; Takahashi, Ryuta*; Arima, Hiroshi*; Wakai, Daisuke*; Nakajima, Kenji

液体のコヒーレントな中性子準弾性散乱(QENS)スペクトルに対して、いわゆるファンホーヴ関数(時空相関関数)を正則化法を通じて導出する解析手法を開発した。原理的には、空間-時間スペースで定義されるファンホーヴ関数は、逆空間-エネルギー移動スペースで定義される動的構造因子から二重フーリエ変換によって計算できる。正則化法により直接ファンホーヴ関数を推定することは、たびたび得られた動的構造因子が実験的データに対して系統的にずれるデメリットがあるので、その代わり、ファンホーヴ関数と動的構造因子をともに計算できる媒介関数を導入し、それを関数推定するという手法を用いた。この媒介関数や得られたファンホーヴ関数、動的構造因子の性質を、複雑な構造を有するビスマスやアンチモンなど、J-PARCアマテラス分光器を用いてQESNを測定された液体金属への適用例を用いて紹介する。

We have developed analysis method to reduce the so-call van Hove function, a time-space correlation function, through the regularization method for coherent quasielastic neutron scattering (QENS) of liquids. In principle, the van Hove function in r-t space can be obtained by double Fourier transform from dynamic structure factor in Q-E space. Instead of a direct function estimation of the van Hove function through the regularization method which easily involves systematical deviation of the calculated dynamic structure factor from the experimental dynamic structure factor, we used a mediation function between them and estimated it through the regularization method. We will discuss with the properties of the mediation function and the obtained van Hove function and the calculated dynamic structure factor with an example of liquid metals with complex static structure such as Bi and Sb whose QENS were measured by AMATERAS spectrometer in J-PARC.