論文の概要: Nonadiabatic ring-polymer instanton rate theory: a generalised dividing-surface approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04770v1
- Date: Wed, 07 May 2025 19:47:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-09 21:43:49.662695
- Title: Nonadiabatic ring-polymer instanton rate theory: a generalised dividing-surface approach
- Title（参考訳）: 非断熱的環-高分子インスタントンレート理論:一般化された分割面アプローチ
- Authors: Rhiannon A. Zarotiadis, Joseph E. Lawrence, Jeremy O. Richardson,
- Abstract要約: 環-ポリマーインスタントン理論は、この問題を解決するための有望なアプローチを提供する。
我々は、2つの極限の間の橋渡しを一般化した非断熱的インスタントンレート理論を開発する。
結果として生じる理論は、研究されたシステムにとって量子力学の正確な速度をよく近似する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Constructing an accurate approximation to nonadiabatic rate theory which is valid for arbitrary values of the electronic coupling has been a long-standing challenge in theoretical chemistry. Ring-polymer instanton theories offer a very promising approach to solve this problem, since they can be rigorously derived using semiclassical approximations and can capture nuclear quantum effects such as tunnelling and zero-point energy at a cost similar to that of a classical calculation. A successful instanton rate theory already exists within the Born--Oppenheimer approximation, for which the optimal tunnelling pathway is located on a single adiabatic surface. A related instanton theory has also been developed for nonadiabatic reactions using two weakly-coupled diabatic surfaces within the framework of Fermi's golden rule. However, many chemical reactions do not satisfy the conditions of either limit. By employing a tunable dividing surface which measures the flux both along nuclear coordinates as well as between electronic states, we develop a generalised nonadiabatic instanton rate theory that bridges between these two limits. The resulting theory approximates the quantum-mechanically exact rates well for the systems studied and, in addition, offers a novel mechanistic perspective on nonadiabatic reactions.
- Abstract（参考訳）: 電子カップリングの任意の値に有効な非断熱速度理論への正確な近似を構築することは、理論化学における長年の課題である。
環-ポリマーインスタントン理論は、半古典的近似を用いて厳密に導出することができ、古典的な計算と同様のコストでトンネルやゼロ点エネルギーのような核量子効果を捉えることができるので、この問題を解決するための非常に有望なアプローチを提供する。
ボルン-オッペンハイマー近似の中には、最適なトンネル経路が1つの断熱面上にある、成功した即時速度理論がすでに存在する。
関連するインスタントン理論は、フェルミの黄金律の枠組みの中で弱結合の2つのダイアバティック曲面を用いた非断熱反応のためにも開発されている。
しかし、多くの化学反応はどちらの極限の条件も満たさない。
核座標と電子状態の双方に沿ってフラックスを測定する調整可能な分割面を用いて、これらの2つの限界の間の橋渡しを一般化した非断熱的インスタントオンレート理論を開発する。
結果として得られる理論は、研究されたシステムにとって量子力学的に正確な速度を近似し、また、非断熱反応に関する新しい力学的な視点を提供する。
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