論文の概要: A phase-space view of vibrational energies without the Born-Oppenheimer framework
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19313v2
- Date: Sat, 07 Dec 2024 01:30:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-10 14:47:52.016756
- Title: A phase-space view of vibrational energies without the Born-Oppenheimer framework
- Title（参考訳）: ボルン・オッペンハイマーの枠組みを持たない振動エネルギーの位相空間ビュー
- Authors: Xuezhi Bian, Cameron Khan, Titouan Duston, Jonathan Rawlinson, Robert G. Littlejohn, Joseph E. Subotnik,
- Abstract要約: ボルン・オッペンハイマー (BO) ハミルトニアン $hat H_rm BO(bm R)$ の対角化はポテンシャルエネルギー面を構築するための最適手段ではないことを示す。
より良いアプローチは位相空間の電子ハミルトニアン $hat H_rm PS(bm R,bm P)$ を対角化することである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We show that following the standard mantra of quantum chemistry and diagonalizing the Born-Oppenheimer (BO) Hamiltonian $\hat H_{\rm BO}(\bm R)$ is not the optimal means to construct potential energy surfaces. A better approach is to diagonalize a phase-space electronic Hamiltonian, $\hat H_{\rm PS}(\bm R,\bm P)$, which is parameterized by both nuclear position $\bm R$ and nuclear momentum $\bm P$. The foundation of such a non-perturbative phase-space electronic Hamiltonian can be made rigorous using a partial Wigner transform and the method has exactly the same cost as BO for a semiclassical calculation (and only a slight increase in cost for a quantum nuclear calculation). For a three-particle system, with two heavy particles and one light particle, numerical results show that a phase space electronic Hamiltonian produces not only meaningful electronic momenta (which are completely ignored by BO theory) but also far better vibrational energies. As such, for high level results and/or systems with degeneracies and spin degrees of freedom, we anticipate that future electronic structure and quantum chemistry packages will need to take as input not just the positions of the nuclei but also their momenta.
- Abstract（参考訳）: 量子化学の標準マントラに従い、ボルン=オッペンハイマー(BO)ハミルトンの$\hat H_{\rm BO}(\bm R)$がポテンシャルエネルギー表面を構築する最適手段ではないことを示す。
より優れたアプローチは、位相空間の電子ハミルトニアン $\hat H_{\rm PS}(\bm R,\bm P)$ を対角化することであり、これは核位置 $\bm R$ と核運動量 $\bm P$ の両方でパラメータ化される。
このような非摂動位相空間の電子ハミルトニアンの基礎は部分ウィグナー変換を用いて厳密にでき、この方法は半古典的計算のBOと全く同じコスト(量子核計算のコストはわずかに増加する)を持つ。
2つの重粒子と1つの光粒子を持つ3粒子系の場合、数値的な結果は、相空間の電子ハミルトニアンが有意義な電子モータ(BO理論によって完全に無視される)を生成するだけでなく、はるかに優れた振動エネルギーを生み出すことを示している。
したがって、高レベルの結果や、縮退とスピン自由度を持つシステムの場合、将来の電子構造と量子化学パッケージは、核の位置だけでなく、そのモーメントも入力として取る必要があると予測される。
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