論文の概要: Ab initio study of highly charged ion-induced Coulomb explosion imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08102v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 23:19:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.753141
• Title: Ab initio study of highly charged ion-induced Coulomb explosion imaging
• Title（参考訳）: 高電荷イオン誘起クーロン爆発画像のab initio法による研究
• Authors: Misa Viveiros, Samuel S. Taylor, Cody Covington, Kálmán Varga,
• Abstract要約: ピリダジン分子のイオン誘起クーロン爆発イメージング(CEI)に関する理論的検討を行った。 平面および面内軌道は、断片モーメント、電子密度応答、原子分解イオン化に対する効果を比較、定量化する。 これらの結果は, イオン誘起CEI構造回復の忠実度をどのように制御するかを明らかにし, 実験CEI測定で観測された変動性とノイズを説明するのに役立つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a theoretical investigation of ion-induced Coulomb explosion imaging (CEI) of pyridazine molecules driven by energetic C$^{5+}$ projectiles, using time-dependent density-functional theory (TDDFT) with Ehrenfest nuclear dynamics. By systematically varying the projectile's impact point and orientation relative to the molecular plane, we compare orthogonal and in-plane trajectories and quantify their effects on fragment momenta, electron-density response, and atom-resolved ionization. Newton plots and time-resolved density snapshots show that trajectories avoiding direct atomic collisions yield the most faithful structural reconstructions, whereas direct impacts impart large, highly localized momenta that distort the recovered geometry. Planar trajectories generate substantially greater ionization and broader momentum distributions than orthogonal ones due to deeper traversal through the molecular electron cloud. Quantitative analysis of electron removal at 10~fs confirms that projectile proximity and orientation strongly modulate both local and global ionization. These findings clarify how impact geometry governs the fidelity of ion-induced CEI structural recovery and help explain the variability and noise observed in experimental CEI measurements. More broadly, the results highlight both the strengths and the intrinsic limitations of ion-induced CEI and identify key considerations for interpreting experiments.
• Abstract（参考訳）: 我々は,エレンフェスト核力学を用いた時間依存性密度汎関数理論 (TDDFT) を用いて, ピリダジン分子のイオン誘起クーロン爆発イメージング(CEI)の理論的検討を行った。 分子面に対して射影の衝撃点と向きを体系的に変化させることで、直交軌道と面内軌道を比較し、破片モータ、電子密度応答、原子分解イオン化に対する効果を定量化する。 ニュートンプロットと時間分解密度スナップショットは、直接原子衝突を避ける軌道が最も忠実な構造的再構成をもたらすことを示している。 平面軌道は、分子電子雲を通した深い軌道により、直交軌道よりもはるかに大きなイオン化とより広い運動量分布を生成する。 10~fsでの電子除去の定量的分析は、射影近接と配向が局所イオン化と大域イオン化の両方を強く調節していることを確認する。 これらの結果は, イオン誘起CEI構造回復の忠実度をどのように制御するかを明らかにし, 実験CEI測定で観測された変動性とノイズを説明するのに役立つ。 より広範に、この結果は、イオン誘起CEIの強度と本質的な限界の両方を強調し、実験を解釈するための重要な考慮事項を特定する。

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