論文の概要: Non-Adiabatic Ring Polymer Molecular Dynamics with Spin Mapping
Variables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.14119v1
- Date: Thu, 25 Mar 2021 20:19:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 21:14:47.213337
- Title: Non-Adiabatic Ring Polymer Molecular Dynamics with Spin Mapping
Variables
- Title(参考訳): スピンマッピング変数を持つ非断熱環高分子分子動力学
- Authors: Duncan Bossion, Sutirtha N. Chowdhury, and Pengfei Huo
- Abstract要約: スピンマッピング形式に基づく非断熱環高分子分子動力学(NRPMD)法を提案する。
電子状態のスピンコヒーレント状態基底とリングポリマーの定式化を用いた経路積分分割関数式を導出する。
- 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 new non-adiabatic ring polymer molecular dynamics (NRPMD) method
based on the spin mapping formalism, which we refer to as the spin-mapping
NRPMD (SM-NRPMD) approach. We derive the path-integral partition function
expression using the spin coherent state basis for the electronic states and
the ring polymer formalism for the nuclear degrees of freedom (DOFs). This
partition function provides an efficient sampling of the quantum statistics.
Using the basic property of the Stratonovich-Weyl transformation, we derive a
Hamiltonian which we propose for the dynamical propagation of the coupled spin
mapping variables and the nuclear ring polymer. The accuracy of the SM-NRPMD
method is numerically demonstrated by computing nuclear position and population
auto-correlation functions of non-adiabatic model systems. The results from
SM-NRPMD agree very well with the numerically exact results. The main advantage
of using the spin mapping variables over the harmonic oscillator mapping
variables is numerically demonstrated, where the former provides nearly
time-independent expectation values of physical observables for systems under
thermal equilibrium, the latter can not preserve the initial quantum Boltzmann
distribution. We also explicitly demonstrate that SM-NRPMD provides invariant
dynamics upon various ways of partitioning the state-dependent and
state-independent potentials.
- Abstract(参考訳): スピンマッピング形式に基づく新しい非断熱環高分子分子動力学法(NRPMD)を提案し,スピンマッピング法(SM-NRPMD)アプローチと呼ぶ。
我々は、電子状態のスピンコヒーレント状態基底と核自由度(dofs)の環ポリマー形式を用いた経路積分的分割関数式を導出する。
この分割関数は量子統計量の効率的なサンプリングを提供する。
ストラトノビッチ・ワイル変換の基本的な性質を用いて、結合したスピンマッピング変数と核環ポリマーの動的伝播を提案するハミルトニアンを導出した。
SM-NRPMD法の精度は、非断熱モデル系の核位置と集団自己相関関数の計算によって数値的に証明される。
SM-NRPMDの結果は数値的に正確な結果とよく一致している。
調和振動子マッピング変数上のスピンマッピング変数を使用する主な利点は数値的に示されており、前者は熱平衡下の系で物理観測可能量のほぼ時間に依存しない期待値を提供し、後者は初期量子ボルツマン分布を保存できない。
また、SM-NRPMDは状態依存ポテンシャルと状態依存ポテンシャルを分割する様々な方法で不変ダイナミクスを提供することを示す。
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