論文の概要: Four-Dimensional Scaling of Dipole Polarizability in Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.11809v3
• Date: Sun, 23 Jan 2022 17:35:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-28 00:56:37.242883
• Title: Four-Dimensional Scaling of Dipole Polarizability in Quantum Systems
• Title（参考訳）: 量子系における双極子偏極性の4次元スケーリング
• Authors: Peter Szabo, Szabolcs Goger, Jorge Charry, Mohammad Reza Karimpour, Dmitry V. Fedorov, Alexandre Tkatchenko
• Abstract要約: 偏光性は物理系と化学系の重要な応答特性である。 偏光性は普遍的な4次元スケーリング法則に従うことを示す。 この式は多粒子系にも適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.54838930242243
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Polarizability is a key response property of physical and chemical systems, which has an impact on intermolecular interactions, spectroscopic observables, and vacuum polarization. The calculation of polarizability for quantum systems involves an infinite sum over all excited (bound and continuum) states, concealing the physical interpretation of polarization mechanisms and complicating the derivation of efficient response models. Approximate expressions for the dipole polarizability, $\alpha$, rely on different scaling laws $\alpha \propto$ $R^3$, $R^4$, or $R^7$, for various definitions of the system radius $R$. Here, we consider a range of single-particle quantum systems of varying spatial dimensionality and having qualitatively different spectra, demonstrating that their polarizability follows a universal four-dimensional scaling law $\alpha = C (4 \mu q^2/\hbar^2)L^4$, where $\mu$ and $q$ are the (effective) particle mass and charge, $C$ is a dimensionless excitation-energy ratio, and the characteristic length $L$ is defined via the $\mathcal{L}^2$-norm of the position operator. %The applicability of this unified formula is demonstrated by accurately predicting the dipole polarizability of 36 atoms and 1641 small organic~molecules. This unified formula is also applicable to many-particle systems, as shown by} accurately predicting the dipole polarizability of 36 atoms, 1641 small organic \rrr{molecules, and Bloch electrons in periodic systems.
• Abstract（参考訳）: 分極性は物理系と化学系の重要な応答特性であり、分子間相互作用、分光観測物、真空分極に影響を及ぼす。 量子系における分極可能性の計算は、全ての励起状態(結合状態と連続値)の無限和を含み、偏光機構の物理的解釈を隠蔽し、効率的な応答モデルの導出を複雑にする。 双極子偏極可能性の近似式である $\alpha$ は、系半径 $r$ の様々な定義に対して、異なるスケーリング則である $\alpha \propto$ $r^3$, $r^4$, $r^7$ に依存する。 ここでは、空間次元が変化し、定性的に異なるスペクトルを持つ一粒子量子系の範囲について考察し、それらの偏光性は普遍的な四次元スケーリング法である$\alpha = C (4 \mu q^2/\hbar^2)L^4$, ここで、$\mu$と$q$は(有効)粒子質量と電荷であり、$C$は無次元励起エネルギー比であり、特性長$L$は位置作用素の$\mathcal{L}^2$-normによって定義されることを示す。 % この統一式の適用性は、36個の原子と1641個の小さな有機-分子の双極子分極性を正確に予測することによって示される。 この統一式は、周期系における36個の原子の双極子分極性、1641個の小さな有機キラル分子、およびブロッホ電子を正確に予測したように、多粒子系にも適用できる。

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