論文の概要: Walking with the atoms in a chemical bond : A perspective using quantum phase transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.12172v2
• Date: Fri, 26 Aug 2022 14:36:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-29 21:16:19.080394
• Title: Walking with the atoms in a chemical bond : A perspective using quantum phase transition
• Title（参考訳）: 化学結合における原子の移動 : 量子相転移の立場から
• Authors: Sabre Kais
• Abstract要約: ポールトラップ中の171Ybイオンの量子相転移の最近の観測は、有限系における量子相転移の可能性を示している。 この視点は、量子相転移として超低温で化学過程を調べることに焦点を当てている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Classical phase transitions, like solid-liquid-gas or order-disorder spin magnetic phases, are all driven by thermal energy fluctuations by varying the temperature. On the other hand, quantum phase transitions happen at absolute zero temperature with quantum fluctuations causing the ground state energy to show abrupt changes as one varies the system parameters like electron density, pressure, disorder, or external magnetic field. Phase transitions happen at critical values of the controlling parameters, such as the critical temperature in classical phase transitions, and system critical parameters in the quantum case. However, true criticality happens only at the thermodynamic limit, when the number of particles goes to infinity with constant density. To perform the calculations for the critical parameters, finite size scaling approach was developed to extrapolate information from a finite system to the thermodynamic limit. With the advancement in the experimental and theoretical work in the field of ultra-cold systems, particularly trapping and controlling single atomic and molecular systems, one can ask: do finite systems exhibit quantum phase transition? To address this question, finite size scaling for finite system was developed to calculate the quantum critical parameters. Recent observation of a quantum phase transition in a single trapped 171 Yb ion in the Paul trap indicates the possibility of quantum phase transition in finite systems. This perspective focuses on examining chemical processes at ultracold temperature as quantum phase transitions, particularly the formation and dissociation of chemical bonds, which is the basic process for understanding the whole of chemistry
• Abstract（参考訳）: 固体液体ガスや秩序分散スピン磁気相のような古典的な相転移は、温度を変化させることで熱エネルギー変動によって駆動される。 一方、量子相転移は絶対零温度で起こり、量子揺らぎによって基底状態のエネルギーは電子密度、圧力、乱れ、外部磁場などの系のパラメータが変化すると急変する。 相転移は、古典的な相転移における臨界温度や量子の場合におけるシステム臨界パラメータなどの制御パラメータの臨界値で起こる。 しかし、真の臨界性は熱力学的極限でのみ起こり、粒子の数が一定密度の無限大になる。 臨界パラメータの計算を行うために,有限系から熱力学限界への情報を外挿する有限サイズスケーリング手法を開発した。 超低温系の分野、特に単一原子および分子系のトラップと制御における実験的および理論的研究の進展により、有限系は量子相転移を示すのか? この問題に対処するため、有限系の有限サイズスケーリングを開発し、量子臨界パラメータを計算した。 ポールトラップに閉じ込められた171 ybイオン中の量子相転移の最近の観測は、有限系における量子相転移の可能性を示している。 この視点は、超低温の化学過程を量子相転移、特に化学全体の理解のための基本的な過程である化学結合の形成と解離として検討することに焦点を当てている。

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