論文の概要: From Molecular Quantum Electrodynamics at Finite Temperatures to Nuclear Magnetic Resonance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.03851v4
• Date: Thu, 24 Sep 2020 12:40:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-25 11:51:55.583633
• Title: From Molecular Quantum Electrodynamics at Finite Temperatures to Nuclear Magnetic Resonance
• Title（参考訳）: 有限温度における分子量子電気力学から核磁気共鳴へ
• Authors: Kolja Them
• Abstract要約: NMRデータから、$mathbbR3n$上の量子力学的確率密度$midPsibeta(X)mid2$を再構成する方法が示されている。 提案法は、電子基底状態が共通量子化学法で計算できる任意の分子系に適用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The algebraic reformulation of molecular Quantum Electrodynamics (mQED) at finite temperatures is applied to Nuclear Magnetic Resonance (NMR) in order to provide a foundation for the reconstruction of much more detailed molecular structures, than possible with current methods. Conventional NMR theories are based on the effective spin model which idealizes nuclei as fixed point particles in a lattice $L$, while molecular vibrations, bond rotations and proton exchange cause a delocalization of nuclei. Hence, a lot information on molecular structures remain hidden in experimental NMR data, if the effective spin model is used for the investigation. In this document it is shown how the quantum mechanical probability density $\mid\Psi^\beta(X)\mid^2$ on $\mathbb{R}^{3n}$ for the continuous, spatial distribution of $n$ nuclei can be reconstructed from NMR data. To this end, it is shown how NMR spectra can be calculated directly from mQED at finite temperatures without involving the effective description. The fundamental problem of performing numerical calculations with the infinite-dimensional radiation field is solved by using a purified representation of a KMS state on a $W^*$-dynamical system. Furthermore, it is shown that the presented method corrects wrong predictions of the effective spin model. It is outlined that the presented method can be applied to any molecular system whose electronic ground state can be calculated using a common quantum chemical method. Therefore, the presented method may replace the effective spin model which forms the basis for NMR theory since 1950.
• Abstract（参考訳）: 有限温度での分子量子力学(mQED)の代数的再構成は核磁気共鳴(NMR)に適用され、現在の方法よりもはるかに詳細な分子構造の再構築の基礎となる。 従来のNMR理論は、原子核を格子$L$で固定点粒子として理想化する有効スピンモデルに基づいているが、分子振動、結合回転、陽子交換は核の非局在化を引き起こす。 したがって、有効なスピンモデルが研究に使用される場合、分子構造に関する多くの情報が実験的なNMRデータに隠されている。 この文書では、nmrデータから、n$核の連続的空間分布に対する量子力学的確率密度 $\mid\psi^\beta(x)\mid^2$ on $\mathbb{r}^{3n}$ がどのように再構成できるかを示す。 この結果から, NMRスペクトルがmQEDから直接有限温度で計算できることを示す。 W^*$-dynamical system 上の KMS 状態の純粋表現を用いて、無限次元の放射場を用いて数値計算を行うという根本的な問題を解く。 さらに,提案手法は有効スピンモデルの誤った予測を補正することを示す。 本手法は,電子基底状態が共通量子化学法を用いて計算可能な任意の分子系に適用可能であることを概説した。 したがって、1950年以降、NMR理論の基礎となる有効なスピンモデルを置き換えることができる。

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