論文の概要: Nonadiabatic Field: A Conceptually Novel Approach for Nonadiabatic Quantum Molecular Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.08250v1
• Date: Fri, 11 Apr 2025 04:22:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-14 14:17:32.917588
• Title: Nonadiabatic Field: A Conceptually Novel Approach for Nonadiabatic Quantum Molecular Dynamics
• Title（参考訳）: 非断熱場:非断熱量子分子動力学における概念的新しいアプローチ
• Authors: Baihua Wu, Bingqi Li, Xin He, Xiangsong Cheng, Jiajun Ren, Jian Liu,
• Abstract要約: ナノ断熱場(ナノ断熱場、英: Nonadiabatic Field, NaF)は、独立な軌道を持つ非断熱量子力学における概念的に新しいアプローチである。 NaFは幅広い体制下での電子運動と核運動の相互作用を忠実に記述することができる。 これは、実システムにおける非断熱遷移過程の電子力学と核力学の両方の量子力学的挙動の実用的で信頼性の高いシミュレーションのための潜在的なツールである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.057546210555632
• License:
• Abstract: Reliable trajectory-based nonadiabatic quantum dynamics methods at the atomic level are critical for understanding many important processes in real systems. The paper reports latest progress of nonadiabatic field (NaF), a conceptually novel approach for nonadiabatic quantum dynamics with independent trajectories. Substantially different from the mainstreams of Ehrenfest-like dynamics and surface hopping methods, the nuclear force in NaF involves the nonadiabatic force arising from the nonadiabatic coupling between different electronic states, in addition to the adiabatic force contributed by a single adiabatic electronic state. NaF is capable of faithfully describing the interplay between electronic and nuclear motion in a broad regime, which covers where the relevant electronic states keep coupled in a wide range or all the time and where the bifurcation characteristic of nuclear motion is essential. NaF is derived from the exact generalized phase space formulation with coordinate-momentum variables, where constraint phase space (CPS) is employed for discrete electronic-state degrees of freedom. We propose efficient integrators for the equations of motion of NaF in both adiabatic and diabatic representations. Since the formalism in the CPS formulation is not unique, NaF can in principle be implemented with various phase space representations of the time correlation function (TCF) for the time-dependent property. They are applied to a suite of representative gas-phase and condensed-phase benchmark models where numerically exact results are available for comparison. It is shown that NaF is relatively insensitive to the phase space representation of the electronic TCF and will be a potential tool for practical and reliable simulations of the quantum mechanical behavior of both electronic and nuclear dynamics of nonadiabatic transition processes in real systems.
• Abstract（参考訳）: 原子レベルでの信頼性トラジェクトリに基づく非線形量子力学法は、実システムにおける多くの重要なプロセスを理解するために重要である。 この論文は、独立軌跡を持つ非断熱量子力学における概念的に新しいアプローチである非断熱場(NaF)の最新の進歩を報告している。 エレンフェストのような動力学や表面ホッピング法では、NaFの核力は、異なる電子状態間の非断熱的結合から生じる非断熱的力と、1つの断熱的電子状態によって寄与される断熱的力を含む。 NaFは、幅広い状態において電子運動と核運動の相互作用を忠実に記述することができ、関連する電子状態が広い範囲または常に結合し続け、核運動の分岐特性が不可欠である場所をカバーする。 NaFは、離散電子状態自由度に制約位相空間(CPS)を用いる座標モメンタム変数の正確な一般化位相空間定式化から導かれる。 そこで我々は,NaFの運動方程式に対する効率の良い積分器を提案する。 CPSの定式化の形式性はユニークではないので、NaFは原則として時間依存特性の時間相関関数(TCF)の様々な位相空間表現で実装することができる。 これらは、数値的に正確な結果を比較できるガス相および凝縮相ベンチマークモデルのスイートに適用される。 NaFは電子TCFの位相空間表現に比較的敏感であり、実システムにおける非断熱遷移過程の電子力学と核力学の両方の量子力学的挙動の実用的で信頼性の高いシミュレーションツールとなることが示されている。

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