論文の概要: Benchmarking Proton Tunneling Splittings with a Wavefunction-Based Double-Well Model: Application to the Formic Acid Dimer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01903v1
• Date: Fri, 31 Oct 2025 05:45:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 18:47:05.576991
• Title: Benchmarking Proton Tunneling Splittings with a Wavefunction-Based Double-Well Model: Application to the Formic Acid Dimer
• Title（参考訳）: 波動関数に基づくダブルウェルモデルを用いたベンチマークプロトントンネル分割法 -ギ酸ダイマーへの応用-
• Authors: Krishna Kingkar Pathak,
• Abstract要約: 水素結合にまたがるプロトントンネルは、分光、安定性、生体分子安定性に影響を及ぼす基本的な量子効果である。 ここでは、コーネル型二重井戸電位を用いたトンネル分割のための波動関数に基づくフレームワークを開発し、水素結合トンネルのベンチマークとして適用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Proton tunneling across hydrogen bonds is a fundamental quantum effect with implications for spectroscopy, catalysis, and biomolecular stability. While state-of-the-art instanton and path-integral methods provide accurate multidimensional tunneling splittings, simplified one-dimensional models remain valuable as conceptual and benchmarking tools. Here we develop a wavefunction-based framework for tunneling splittings using a Cornell-type double-well potential and apply it as a benchmark for hydrogen-bond tunneling. Analytical WKB estimates and numerical finite-difference solutions are compared across a range of barrier parameters, showing consistent agreement. As a test case, we map the formic acid dimer (FAD) barrier onto a quartic double-well model parameterized to reproduce the reported barrier height of $V_b \\approx 2848~\\text{cm}^{-1}$. The resulting tunneling splitting of about $0.037~\\text{cm}^{-1}$ matches the reduced-dimensional calculations of Qu and Bowman. The close agreement between numerical and semiclassical results highlights the pedagogical and diagnostic value of one-dimensional models, while comparison with molecular benchmarks clarifies their limitations relative to full multidimensional quantum treatments.
• Abstract（参考訳）: 水素結合にまたがるプロトントンネルは、分光、触媒作用、生体分子安定性に影響を及ぼす基本的な量子効果である。 最先端のインスタントンとパス積分法は正確な多次元トンネル分割を提供するが、単純化された1次元モデルは概念的およびベンチマークツールとして有用である。 ここでは、コーネル型二重井戸電位を用いたトンネル分割のための波動関数に基づくフレームワークを開発し、水素結合トンネルのベンチマークとして適用する。 解析的WKB推定と数値的有限差分解は、一連の障壁パラメータにわたって比較され、一貫した一致を示す。 テストケースでは、フォーク酸二量体(FAD)バリアをパラメータ化して、報告されたバリア高さを$V_b \\approx 2848~\\text{cm}^{-1}$に再現する。 その結果、約0.037~\\text{cm}^{-1}$のトンネル分割は、QuとBowmanの縮小次元計算と一致する。 数値と半古典的な結果の密接な一致は、1次元モデルの教育的および診断的価値を強調し、一方分子ベンチマークとの比較は、全多次元量子処理に対する限界を明らかにしている。

関連論文リスト

• Ring-polymer instanton theory for tunneling between asymmetric wells [0.0]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-30T15:18:03Z)
• Efficiency of Dynamical Decoupling for (Almost) Any Spin-Boson Model [44.99833362998488]
  構造ボソニック環境と結合した2レベル系の動的疎結合を解析的に検討した。 このようなシステムに対して動的疎結合が機能する十分な条件を見つける。 私たちの境界は、様々な関連するシステムパラメータで正しいスケーリングを再現します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-24T04:58:28Z)
• Many-body tunneling in a double-well potential [0.0]
  本稿では,多体システムにおけるワニエ関数の評価手法を提案する。 非標準のハバード項に対処し、多体力学にそれらの重要な影響を実証する。 この発見は、ツイスト二層グラフェンの超伝導や金属絶縁体転移などの現象に重要な意味を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-06T14:36:31Z)
• Theory of free fermions under random projective measurements [43.04146484262759]
  本研究では,一次元自由フェルミオンを局所的占有数のランダム射影的測定対象とする解析的手法を開発した。 問題の有効場理論として非線形シグマモデル(NLSM)を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-06T15:19:33Z)
• Modeling the space-time correlation of pulsed twin beams [68.8204255655161]
  パラメトリックダウンコンバージョンによって生成される絡み合ったツインビームは、画像指向アプリケーションで好まれるソースである。 本研究では,時間消費数値シミュレーションと非現実的な平面波ポンプ理論のギャップを埋めることを目的とした半解析モデルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-18T11:29:49Z)
• The tunneling splitting and the Kramers theory of activated processes [0.0]
  Fokker-Planck-Smoluchowski作用素とボルン=オッペンハイマー量子ハミルトニアンの間の同型性はこの方法の鍵となる要素である。 トンネル分割の正確な値と比較すると、WKB半古典的推定よりもはるかに精度が高い。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-27T14:02:07Z)
• Beyond the Tavis-Cummings model: revisiting cavity QED with atomic ensembles [0.0]
  単一モード電磁場と$N$2レベル原子のアンサンブルの相互作用は、Tavis-Cummingsモデルによって説明される。 ここでは、非キャビティモードへの効果的な散乱速度が無視可能である場合にのみ、このことが正当化されることを示す。 そこで本研究では,Tavis-Cummingsモデルを用いて得られたモデルと,定量的にも定性的にも,モデルの予測が異なることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-09T17:55:06Z)
• Autoencoder-driven Spiral Representation Learning for Gravitational Wave Surrogate Modelling [47.081318079190595]
  オートエンコーダを用いた経験的係数における基礎構造の存在について検討する。 ニューラルネットワークの第一層として使用される学習可能なパラメータを持つスパイラルモジュールを設計し,入力空間を係数にマッピングする方法を学習する。 スパイラルモジュールは複数のニューラルネットワークアーキテクチャ上で評価され、ベースラインモデルよりも一貫して速度-精度のトレードオフを実現している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-09T09:03:08Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。