論文の概要: A First Principles Derivation of Energy Conserving Momentum Jumps in Surface Hopping Simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.14627v1
• Date: Tue, 26 Sep 2023 02:41:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-27 15:03:43.563652
• Title: A First Principles Derivation of Energy Conserving Momentum Jumps in Surface Hopping Simulations
• Title（参考訳）: 表面ホッピングシミュレーションにおける運動量跳躍エネルギーの第一原理導出
• Authors: Dorothy Miaoyu Huang and Austin T. Green and Craig C. Martens
• Abstract要約: 我々は、量子軌道表面ホッピングの観点からFSSHを特徴付けるエネルギー保存運動量ジャンプを導出する。 一般的なプロセスでは、QTSH法は非断熱力学の正確な結果を提供する。
• 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: The fewest switches surface hopping (FSSH) method proposed by Tully in 1990 [J. C Tully, J. Chem. Phys. 93, 1061 (1990)] -- along with its many later variations -- is basis for most practical simulations of molecular dynamics with electronic transitions in realistic systems. Despite its popularity, a rigorous formal derivation of the algorithm has yet to be achieved. In this paper, we derive the energy conserving momentum jumps characterizing FSSH from the perspective of quantum trajectory surface hopping (QTSH [C. C. Martens, J. Phys. Chem. A 123, 1110 (2019)]. In the limit of localized nonadiabatic transitions, simple mathematical and physical arguments allow the FSSH algorithm to be derived from first principles. For general processes, the quantum forces characterizing the QTSH method provides accurate results for nonadiabatic dynamics with rigorous energy conservation at the ensemble level within the consistency of the underlying stochastic surface hopping without resorting to the artificial momentum rescaling of FSSH.
• Abstract（参考訳）: 1990年にタリーによって提案された最も小さなスイッチ面ホッピング(FSSH)法(J. C Tully, J. Chem. Phys. 93, 1061 (1990))は、その後の多くのバリエーションとともに、現実的なシステムの電子遷移を伴う分子動力学の最も実用的なシミュレーションの基礎となっている。 その人気にもかかわらず、アルゴリズムの厳密な公式な導出はまだ達成されていない。 本稿では、量子軌道表面ホッピング(QTSH[C.C. Martens, J. Phys. Chem. A 123, 1110 (2019)])の観点から、FSSHを特徴付けるエネルギー保存運動量ジャンプを導出する。 局所的非断熱遷移の極限において、単純な数学的および物理的議論はFSSHアルゴリズムを第一原理から導出することができる。 一般的なプロセスでは、QTSH法を特徴付ける量子力は、FSSHの人工運動量再スケーリングに頼ることなく、基礎となる確率面ホッピングの整合性において、アンサンブルレベルで厳密なエネルギー保存を伴う非断熱力学の正確な結果を与える。

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