論文の概要: Ring-polymer instanton theory for tunneling between asymmetric wells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.26592v1
- Date: Thu, 30 Oct 2025 15:18:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.879097
- Title: Ring-polymer instanton theory for tunneling between asymmetric wells
- Title（参考訳）: 非対称井戸間トンネルのリング-ポリマーインスタントン理論
- Authors: Marit R. Fiechter, Gabriel Laude, Jeremy O. Richardson,
- Abstract要約: 我々は、投影されたフラックス相関関数に基づくインスタントン理論の新しい定式化を開発する。
この理論は、生物分子$alpha$-fencholにおける非退化ミニマ間のトンネルの研究に応用される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Instanton theory has arisen as a practical tool for calculating tunneling splittings in molecular systems. Un- fortunately, the original formulation of instanton theory fundamentally breaks down when trying to calculate the level splitting in asymmetric double wells, as there is no imaginary-time periodic orbit connecting the two non-degenerate minima. We have therefore developed a new formulation of instanton theory based on a projected flux correlation function that is applicable to these asymmetric systems. Comparison with exact quantum-mechanical results in one- and two-dimensional models demonstrates that it has a reasonably high accuracy, similar to that reported for instanton theory in the symmetric case. The theory is then applied to study tunneling between non-degenerate minima in the biomolecule $\alpha$-fenchol, for which we find good agree- ment with experiment. Finally, we use the connection to instanton rate theory, which is also derived from flux correlation functions, to discuss the often misunderstood relationship between tunneling splittings and reaction rate constants.
- Abstract（参考訳）: スタントン理論は、分子系のトンネル分割を計算するための実用的なツールとして生まれた。
幸運にも、インスタントン理論の元々の定式化は、2つの非退化ミニマを接続する虚時周期軌道が存在しないため、非対称な二重井戸におけるレベル分裂を計算しようとすると、基本的には崩壊する。
そこで我々は、これらの非対称系に適用可能な投影されたフラックス相関関数に基づく、新しいインスタントン理論の定式化を開発した。
1次元と2次元のモデルにおける正確な量子力学結果と比較すると、対称の場合のインスタントン理論で報告されたような、合理的に高い精度を持つことが示される。
この理論は、生物分子$\alpha$-fenchol(英語版)における非退化ミニマ間のトンネルの研究に応用される。
最後に, フラックス相関関数から導かれる即時速度理論への接続を用いて, トンネル分割と反応速度定数の誤解される関係を議論する。
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