stringtranslate.com

Dinámica molecular integral de trayectorias

La dinámica molecular de integral de trayectorias ( PIMD ) es un método para incorporar la mecánica cuántica en simulaciones de dinámica molecular utilizando integrales de trayectorias de Feynman . En PIMD, se utiliza la aproximación de Born-Oppenheimer para separar la función de onda en una parte nuclear y una parte electrónica. Los núcleos se tratan de manera mecánica cuántica al mapear cada núcleo cuántico en un sistema clásico de varias partículas ficticias conectadas por resortes (potenciales armónicos) gobernados por un hamiltoniano efectivo, que se deriva de la integral de trayectoria de Feynman. El sistema clásico resultante, aunque complejo, se puede resolver con relativa rapidez. Ahora hay una serie de técnicas de simulación por computadora de materia condensada de uso común que hacen uso de la formulación de la integral de trayectoria, incluida la dinámica molecular centroide ( CMD ), [1] [2] [3] [4] [5] la dinámica molecular de polímeros en anillo ( RPMD ), [6] [7] y el método Feynman-Kleinert Quasi-Classical Wigner (FK-QCW) . [8] [9] Las mismas técnicas también se utilizan en el método Monte Carlo integral de trayectorias (PIMC). [10] [11] [12] [13] [14]

Combinación con otras técnicas de simulación

Aplicaciones

La técnica se ha utilizado para calcular funciones de correlación temporal. [15]

Referencias

  1. ^ Cao, J.; Voth, GA (1994). "La formulación de la mecánica estadística cuántica basada en la densidad del centroide de la trayectoria de Feynman. I. Propiedades de equilibrio" (PDF) . The Journal of Chemical Physics . 100 (7): 5093. Bibcode :1994JChPh.100.5093C. doi :10.1063/1.467175. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2017 . Consultado el 29 de abril de 2018 .
  2. ^ Cao, J.; Voth, GA (1994). "La formulación de la mecánica estadística cuántica basada en la densidad del centroide de la trayectoria de Feynman. II. Propiedades dinámicas". The Journal of Chemical Physics . 100 (7): 5106. Bibcode :1994JChPh.100.5106C. doi :10.1063/1.467176.
  3. ^ Jang, S.; Voth, GA (1999). "Una derivación de la dinámica molecular del centroide y otros métodos aproximados de evolución temporal para variables centroides de integral de trayectoria". The Journal of Chemical Physics . 111 (6): 2371. Bibcode :1999JChPh.111.2371J. doi :10.1063/1.479515.
  4. ^ RamíRez, R.; LóPez-Ciudad, T. (1999). "La formulación de Schrödinger de la densidad del centroide de la trayectoria de Feynman". The Journal of Chemical Physics . 111 (8): 3339. arXiv : cond-mat/9906318 . Código Bibliográfico :1999JChPh.111.3339R. doi :10.1063/1.479666. S2CID  15452314.
  5. ^ Polyakov, EA; Lyubartsev, AP; Vorontsov-Velyaminov, PN (2010). "Dinámica molecular de centroides: comparación con resultados exactos para sistemas modelo". The Journal of Chemical Physics . 133 (19): 194103. Bibcode :2010JChPh.133s4103P. doi :10.1063/1.3484490. PMID  21090850.
  6. ^ Craig, IR; Manolopoulos, DE (2004). "Estadísticas cuánticas y mecánica clásica: funciones de correlación en tiempo real a partir de la dinámica molecular de polímeros en anillo". The Journal of Chemical Physics . 121 (8): 3368–3373. Bibcode :2004JChPh.121.3368C. doi :10.1063/1.1777575. PMID  15303899.
  7. ^ Braams, BJ; Manolopoulos, DE (2006). "Sobre el límite temporal corto de la dinámica molecular de polímeros en anillo". The Journal of Chemical Physics . 125 (12): 124105. Bibcode :2006JChPh.125l4105B. doi :10.1063/1.2357599. PMID  17014164.
  8. ^ Smith, Kyle KG; Poulsen, Jens Aage; Nyman, Gunnar; Rossky, Peter J. (28 de junio de 2015). "Una nueva clase de algoritmos de conservación de conjuntos para dinámica cuántica aproximada: formulación teórica y problemas de modelos". The Journal of Chemical Physics . 142 (24): 244112. Bibcode :2015JChPh.142x4112S. doi :10.1063/1.4922887. hdl : 1911/94772 . ISSN  0021-9606. PMID  26133415.
  9. ^ Smith, Kyle KG; Poulsen, Jens Aage; Nyman, Gunnar; Cunsolo, Alessandro; Rossky, Peter J. (28 de junio de 2015). "Aplicación de un nuevo algoritmo de simulación de dinámica cuántica que conserva el conjunto a parahidrógeno líquido y ortodeuterio". The Journal of Chemical Physics . 142 (24): 244113. Bibcode :2015JChPh.142x4113S. doi :10.1063/1.4922888. hdl : 1911/94773 . ISSN  0021-9606. OSTI  1237171. PMID  26133416.
  10. ^ Berne, BJ; Thirumalai, D. (1986). "Sobre la simulación de sistemas cuánticos: métodos de integral de trayectorias". Revista anual de química física . 37 : 401–424. Bibcode :1986ARPC...37..401B. doi :10.1146/annurev.pc.37.100186.002153.
  11. ^ Gillan, MJ (1990). "La simulación de sistemas cuánticos por medio de la integral de trayectorias, Sección 2.4". En CRA Catlow; SC Parker; MP Allen (eds.). Modelado informático de fluidos, polímeros y sólidos . Serie C de la OTAN ASI. Vol. 293. págs. 155–188. ISBN 978-0-7923-0549-1.
  12. ^ Trotter, HF (1959). "Sobre el producto de semigrupos de operadores". Actas de la American Mathematical Society . 10 (4): 545–551. doi : 10.1090/S0002-9939-1959-0108732-6 . JSTOR  2033649.
  13. ^ Chandler, D. (1981). "Explotación del isomorfismo entre la teoría cuántica y la mecánica estadística clásica de fluidos poliatómicos". The Journal of Chemical Physics . 74 (7): 4078–4095. Bibcode :1981JChPh..74.4078C. doi :10.1063/1.441588.
  14. ^ Marx, D.; Müser, MH (1999). "Simulaciones de rotores mediante integrales de trayectorias: teoría y aplicaciones". Journal of Physics: Condensed Matter . 11 (11): R117. Bibcode :1999JPCM...11R.117M. doi :10.1088/0953-8984/11/11/003. S2CID  250913547.
  15. ^ Cao, J.; Voth, GA (1996). "Aproximaciones semiclásicas a funciones de correlación temporal dinámica cuántica". The Journal of Chemical Physics . 104 (1): 273–285. Código Bibliográfico :1996JChPh.104..273C. doi :10.1063/1.470898.

Lectura adicional

Enlaces externos