研究者情報

砂賀 彩光

助教

SUNAGA Ayaki

宇宙で生命が生まれる瞬間に分子振動と化学反応から迫る

化学部門 物理化学分野

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研究テーマ

大振幅振動を記述できる振動回転理論の開発と星間化学への応用

研究分野理論化学, 物理化学, 分子分光学, 宇宙化学, 量子生命科学
キーワードアミノ酸, 大振幅振動, 分子スペクトル, 高精度計算, 相対論的量子化学, 素粒子標準模型を超えた新物理

研究紹介

生命の材料となるアミノ酸は、宇宙でどのように生まれたのでしょうか。その謎を解き明かすには、望遠鏡で観測される分子スペクトルを精密に読み解き、宇宙に存在する分子を同定する高精度な振動回転理論が必要です。私は、調和振動子近似や剛体回転子近似では記述できない「分子内トンネル効果(図1)」の計算手法を開発しています。さらに、振動回転理論と化学反応探索理論を融合することで、アミノ酸が形成される反応ネットワークと、反応の過程で生成される分子種の星間スペクトルの予測を一貫して扱う枠組みの構築を目指しています。この研究が完成すれば、パソコンを使って生命誕生の起源をシミュレーションできるようになるでしょう。北海道大学に着任する前は、相対論的量子化学を用いて素粒子標準模型を超えた新物理を探索する研究も行っていました(図2-3)。

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メチル基の内部回転に関するトンネル効果の概念図
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メタノール型キラル分子を用いたパリティ非保存エネルギー探索の概念図
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量子電磁力学効果を考慮するためのファインマンダイアグラム

代表的な研究業績

Orders-of-magnitude improvement in precision spectroscopy of an inner-shell orbital clock transition in neutral ytterbium, T. Ishiyama, K. Ono, H. Kawase, T. Takano, R. Asano, A. Sunaga, Y. Yamamoto, M. Tanaka and Y. Takahashi, Nat. Photonics, 2026, 1–8.
Rotational splittings in diatomic molecules of interest to searches for new physics, A. Sunaga and T. Fleig, Phys. Rev. A, 2026, 113, 032809. (Editors' Suggestion)
Strong parity-violation effects induced by large-amplitude motions: A quantum-dynamics study of substituted chiral methanols, A. Sunaga, J. Chem. Phys., 2025, 162, 064302.
Variational vibrational states of methanol (12D), A. Sunaga, G. Avila and E. Mátyus, J. Chem. Theory Comput., 2024, 20, 8100–8117. (Supplementary Journal Cover)
4-component relativistic Hamiltonian with effective QED potentials for molecular calculations, A. Sunaga, M. Salman and T. Saue, J. Chem. Phys., 2022, 157, 164101. (Featured article)

関連産業分野

化学, 宇宙
学位博士(理学)
自己紹介

神奈川県出身です。中学・高校・大学で卓球をやっていました。「卓球」と聞くとひ弱なイメージがあるかもしれませんが、強豪校は練習時間が長く、筋トレや走り込みもあります。ランニングは今も続けており、札幌は平地なので走りやすいです。高校生の頃は、化学・数学より歴史の方が得意でした。

学歴・職歴2015年 首都大学東京 都市教養学部 卒業
2017年 首都大学東京大学院理工学研究科 分子物質化学専攻 修士課程修了
2018年 トゥールーズ第三大学(フランス)訪問博士研究員
2020年 首都大学東京大学院理工学研究科 分子物質化学専攻 博士課程修了
2020年 京都大学複合原子力科学研究所 助教・研究員(非常勤)
2022年 京都大学理学研究科 特定研究員・研究員(非常勤)
2023年 エトヴェシュ・ロラーンド大学化学科(ハンガリー)博士研究員
2026年 現職
所属学会理論化学会, 分子科学会, 日本コンピュータ化学会, 錯体化学会, 日本物理学会, 電子スピンサイエンス学会, 原子衝突学会
居室理学部7号館 7-303室
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所属・担当