CGによる陽電子２次元角相関図の表示システム

佐藤かよこ

自然界に存在する物質の多くは、原子の集まりで構成されている。物質の性質を決定しているのは、その原子を構成している電子のふるまいである。電子のふるまいは、電子力学で説明され、それに関する様々な研究が行われている。電子状態を調べる方法の１つに、フェルミ面と呼ばれる物理量の研究がある。このフェルミ面観測手段の有力な方法の１つとして、陽電子消滅がある。陽電子２次元角相関では、２次元座標とそこに投影された固体中の電子の運動量密度分布が与えられ、それを表現するためには３次元モデルが必要となる。
物理量を３次元的に表現する場合、従来は、模型を作ったりあるいは２次元的に投影して表現していた。しかし模型を作るのは労力と時間を要し、必ずしも一般的ではない。一方、２次元投影では死角になる部分が生じ、全体像を把握するためには複数の図が必要があったりと、不便なところも多い。そこで本研究では、３次元コンピュータ・グラフィックスを用いて、３次元的に表現される物理量を表示するシステムを作成することを目的とした。今回は特に、陽電子消滅２次元角相関の理論計算データをインタラクティブに様々な角度から解析できるようなシステムを構築した。
本研究で作成したシステムは、バナジウム（V）とクロム（Cr）のそれぞれについて、陽電子消滅による運動量密度分布の理論計算データを入力し、３次元CGを用いて３次元的にそれを表示させる。さらに、機能を付加したボタンを利用してインタラクティブに解析を行うことができるシステムである。一般に、陽電子消滅による運動量密度分布は、透視図法あるいは等高線で表現されることが多いが、本システムではユーザーが、この両方を選択することができるようにした。また、任意の方向の断面表示や、LCW 定理による畳み込んだ図（LCW図と呼ばれている）も表示できるようになっている。
問題点として、処理速度が遅いこと、オブジェクトのズームができないこと等があげられる。また、改良点として、今回用いた陽電子消滅による運動量密度分布の理論計算データのみでなく実験データも用いて、両者の比較検討を同じウインドウ上で行うことができれば、より有用なシステムとなるであろう。

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