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経路積分セントロイド分子動力学計算による液体水素の集団的ダイナミクス現象の解明

通过路径积分质心分子动力学计算阐明液氢的集体动力学

基本信息

批准号：
12740321
负责人：
衣川健一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nara Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740321/
关键词：
経路積分セントロイド分子動力学液体水素ダイナミクス

项目摘要

本年度は以下の成果が出た。研究代表者は液体パラ水素に対して定温・定圧のCMD計算を行ってきたが、今年度は液体オルト重水素のAndersen-Nose-Hoover-chain型の定温・定圧のCMD計算を行い、その集団励起・集団運動を調べた。速度自己相関関数の量子パワースペクトルと時空相関関数(動的構造因子)を計算し、系の集団励起モードの分散や減衰挙動を調べた。さらに非干渉性中間散乱関数を計算し、それら種々の関数の特徴が古典極限でのMDの結果、あるいは昨年度までに行ってきた液体パラ水素の結果に比べてどのように異なるかを検討した。その結果、液体オルト重水素の集団励起は液体パラ水素に比べて減衰が強く、より古典極限での状況に近いことがわかった。重水素の質量が系水素より大きいことによるこの集団励起の差異は、液体水素における同位体効果・量子効果を表している。また、本年度は液体パラ水素と液体オルト重水素に対して、CMD計算で得られたセントロイドトラジェクトリーを基に、Green-Kubo公式のセントロイド近似を仮定した上で各種の輸送係数(熱伝導率、ずり粘性係数、体積粘性係数)の計算を行った。その結果、古典極限では実験値とオーダー自体もかなり違っていたが、CMD計算では劇的に正確さが上がることがわかった。さらに、量子液体への計算科学の応用の可能性を広げる研究として、CMDのボーズ・フェルミ統計への拡張について置換の効果を記述する擬ポテンシヤルの形式について検討した。

The following results were achieved during the year: The research representatives carried out CMD calculation of constant temperature and constant pressure for liquid nitrogen, and CMD calculation of constant temperature and constant pressure for Andersen-Nose-Hoover-chain type of liquid nitrogen, and collective excitation and collective motion adjustment. The quantum correlation of velocity and space-time correlation (dynamic construction factor) are calculated, and the dispersion and attenuation of the system are adjusted. In this paper, we calculate the non-interference intermediate scattering coefficient, and discuss the characteristics of the correlation coefficient, the classical limit and the difference between the two. As a result, the concentration of liquid and heavy water elements is higher than that of liquid and heavy water elements. The mass of heavy water element is different from that of heavy water element, and the mass of heavy water element is different from that of heavy water element. This year, the calculation of CMD was performed on the basis of the calculation of liquid nitrogen and liquid nitrogen, and the calculation of various transport coefficients (thermal conductivity, viscosity coefficient and volume viscosity coefficient) based on the Green-Kubo equation. The result of the classical limit is that the original value is not correct, and the CMD calculation is correct In this paper, the possibility of quantum liquid theory application is studied, and the CMD theory is used to describe the effect of quantum liquid theory.