論文の概要: Understanding the Cavity Born-Oppenheimer Approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.03532v1
• Date: Sun, 7 Jan 2024 16:05:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 18:28:18.917605
• Title: Understanding the Cavity Born-Oppenheimer Approximation
• Title（参考訳）: キャビティボルン・オッペンハイマー近似の理解
• Authors: Marit R. Fiechter and Jeremy O. Richardson
• Abstract要約: 分子振動と光モードの間の振動強い結合は、分子特性を著しく変化させる。 キャビティ外量だけでCBOエネルギーとスペクトルを高精度に回収できることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Experiments have demonstrated that vibrational strong coupling between molecular vibrations and light modes can significantly change molecular properties, such as ground-state reactivity. Theoretical studies towards the origin of this exciting observation can roughly be divided in two categories, with studies based on Hamiltonians that simply couple a molecule to a cavity mode via its ground-state dipole moment on the one hand, and on the other hand ab initio calculations that self-consistently include the effect of the cavity mode on the electronic ground state within the cavity Born-Oppenheimer (CBO) approximation; these approaches are not equivalent. The CBO approach is more rigorous, but unfortunately it requires the rewriting of electronic-structure code, and gives little physical insight. In this work, we exploit the relation between the two approaches and demonstrate on a real molecule (hydrogen fluoride) that for realistic coupling strengths, we can recover CBO energies and spectra to high accuracy using only out-of-cavity quantities from standard electronic-structure calculations. In doing so, we discover what the physical effects underlying the CBO results are. Our methodology can aid in incorporating more, possibly important features in models, play a pivotal role in demystifying CBO results and provide a practical and efficient alternative to full CBO calculations.
• Abstract（参考訳）: 実験により、分子振動と光モードの振動強い結合は、基底状態の反応性などの分子特性を著しく変化させることができることが示されている。 このエキサイティングな観測の起源に関する理論的研究は、分子を基底状態の双極子モーメントを介してキャビティモードに単に結合するハミルトニアンの研究と、キャビティボルン・オッペンハイマー(cbo)近似内の電子基底状態に対するキャビティモードの影響を自己整合的に含むab initio計算の2つのカテゴリに分けられる。 CBOのアプローチは厳密だが、残念ながら電子構造コードの書き直しが必要であり、物理的な洞察はほとんど得られない。 本研究では, この2つのアプローチの関係を生かして, 現実的な結合強度を得るために, 標準電子構造計算からキャビティ外量のみを用いてcboエネルギーとスペクトルを高精度に回収できる実分子(フッ化水素)を実証する。 これにより、CBOの結果の基盤となる物理的効果がどのようなものかが分かる。 我々の手法は、モデルにもっと重要な特徴を取り入れ、CBO結果のデミスティフィケーションにおいて重要な役割を担い、完全なCBO計算に代わる実用的で効率的な代替手段を提供する。

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