論文の概要: Mixed Quantum/Classical Theory (MQCT) Approach to the Dynamics of
Molecule-Molecule Collisions in Complex Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02322v3
- Date: Mon, 5 Feb 2024 15:51:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-07 03:41:11.428769
- Title: Mixed Quantum/Classical Theory (MQCT) Approach to the Dynamics of
Molecule-Molecule Collisions in Complex Systems
- Title（参考訳）: 混合量子/古典理論(MQCT)による複雑系における分子衝突のダイナミクス
- Authors: Carolin Joy, Bikramaditya Mandal, Dulat Bostan, Marie-Lise Dubernet
and Dmitri Babikov
- Abstract要約: 複素分子-分子衝突における衝突エネルギー移動とロ-振動エネルギー交換のダイナミクスについて検討する。
衝突パートナーの内部振動運動は時間依存シュロディンガー方程式を用いて量子力学的に処理される。
衝突パートナーの翻訳運動を古典的に記述することにより、重要な数値的な高速化が得られる。
- 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: We developed a general theoretical approach and a user-ready computer code
that permit to study the dynamics of collisional energy transfer and
ro-vibrational energy exchange in complex molecule-molecule collisions. The
method is a mixture of classical and quantum mechanics. The internal
ro-vibrational motion of collision partners is treated quantum mechanically
using time-dependent Schrodinger equation that captures many quantum phenomena
including state quantization and zero-point energy, propensity and selection
rules for state-to-state transitions, quantum symmetry and interference
phenomena. A significant numerical speed up is obtained by describing the
translational motion of collision partners classically, using the Ehrenfest
mean-field trajectory approach. Within this framework a family of approximate
methods for collision dynamics is developed. Several benchmark studies for
diatomic and triatomic molecules, such as H$_2$O and ND$_3$ collided with He,
H$_2$ and D$_2$, show that the results of MQCT are in good agreement with
full-quantum calculations in a broad range of energies, especially at high
collision energies where they become nearly identical to the full quantum
results. Numerical efficiency of the method and massive parallelism of the MQCT
code permit us to embrace some of the most complicated collisional systems ever
studied, such as C$_6$H$_6$ + He, CH$_3$COOH + He and H$_2$O + H$_2$O.
Application of MQCT to the collisions of chiral molecules such as
CH$_3$CHCH$_2$O + He, and to the molecule-surface collisions is also possible
and will be pursued in the future.
- Abstract（参考訳）: 複雑な分子-分子衝突における衝突エネルギー移動とロ-振動エネルギー交換のダイナミクスを研究できる一般理論的アプローチとユーザ対応のコンピュータコードを開発した。
この方法は古典力学と量子力学の混合である。
衝突パートナーの内部振動運動は、状態量子化やゼロ点エネルギー、状態-状態遷移、量子対称性、干渉現象などの多くの量子現象を捉える時間依存シュロディンガー方程式を用いて量子力学的に扱われる。
ehrenfest平均場軌道アプローチを用いて、衝突パートナーの翻訳運動を古典的に記述することにより、重要な数値的な高速化が得られる。
このフレームワーク内では、衝突力学の近似手法のファミリーが開発された。
H$_2$O や ND$_3$ とHe, H$_2$ や D$_2$ と衝突した二原子および三原子分子に関するいくつかのベンチマーク研究は、MQCT の結果が幅広いエネルギー、特に完全な量子結果とほぼ同一となる高衝突エネルギーのフル量子計算とよく一致していることを示している。
この手法の数値的効率性とmqct符号の大規模並列性により、c$_6$h$_6$ + he, ch$_3$cooh + he, h$_2$o + h$_2$o などの最も複雑な衝突系を取り入れることができる。
MQCTのCH$_3$CHCH$_2$O + Heなどのキラル分子の衝突や分子表面衝突への応用も可能であり、将来追求される。
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