論文の概要: Complex fluid models of mixed quantum-classical dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.15652v2
• Date: Sun, 19 May 2024 20:26:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-22 00:50:05.788217
• Title: Complex fluid models of mixed quantum-classical dynamics
• Title（参考訳）: 混合量子古典力学の複素流体モデル
• Authors: François Gay-Balmaz, Cesare Tronci,
• Abstract要約: 混合量子古典流体モデルは、液体溶媒と量子溶質分子のカップリングを記述しているように見える。 ここでは、よく知られた整合性問題を解決するための、新しい複雑な流体システムを提案する。 その結果、システムはハミルトニアン構造を継承し、エネルギー/モメンタムバランスを保持する。
• 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: Several methods in nonadiabatic molecular dynamics are based on Madelung's hydrodynamic description of nuclear motion, while the electronic component is treated as a finite-dimensional quantum system. In this context, the quantum potential leads to severe computational challenges and one often seeks to neglect its contribution, thereby approximating nuclear motion as classical. The resulting model couples classical hydrodynamics for the nuclei to the quantum motion of the electronic component, leading to the structure of a complex fluid system. This type of mixed quantum-classical fluid models have also appeared in solvation dynamics to describe the coupling between liquid solvents and the quantum solute molecule. While these approaches represent a promising direction, their mathematical structure requires a certain care. In some cases, challenging higher-order gradients make these equations hardly tractable. In other cases, these models are based on phase-space formulations that suffer from well-known consistency issues. Here, we present a new complex fluid system that resolves these difficulties. Unlike common approaches, the current system is obtained by applying the fluid closure at the level of the action principle of the original phase-space model. As a result, the system inherits a Hamiltonian structure and retains energy/momentum balance. After discussing some of its structural properties and dynamical invariants, we illustrate the model in the case of pure-dephasing dynamics. We conclude by presenting some invariant planar models.
• Abstract（参考訳）: 非断熱的分子動力学のいくつかの手法は、マデラングの原子運動の流体力学的記述に基づいており、一方電子成分は有限次元量子系として扱われる。 この文脈では、量子ポテンシャルは深刻な計算上の問題を引き起こし、しばしばその貢献を無視し、したがって核運動を古典的なものとして近似しようとする。 結果として得られるモデルは、電子部品の量子運動に原子核の古典的な流体力学を結合させ、複雑な流体系の構造へと繋がる。 この種の混合量子古典流体モデルは、液体溶媒と量子溶質分子とのカップリングを記述するための溶媒力学にも現れる。 これらのアプローチは有望な方向を示すが、数学的構造にはある程度の注意が必要である。 場合によっては、高次の勾配に挑戦することで、これらの方程式は難解である。 他の場合、これらのモデルはよく知られた一貫性の問題に悩まされる位相空間の定式化に基づいている。 本稿では,これらの困難を解消する新しい複雑な流体システムを提案する。 一般的なアプローチとは異なり、現在のシステムは、元の位相空間モデルの作用原理のレベルで流体クロージャを適用することで得られる。 その結果、システムはハミルトニアン構造を継承し、エネルギー/モメンタムバランスを保持する。 その構造的性質と力学不変量について論じた後、純粋退化力学の場合のモデルを説明する。 我々はいくつかの不変平面モデルを提示することで結論付ける。

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