Berechnung von Schwingungsspektren mit Filter-Diagonalisierung und dem multiconfiguration time-dependent Hartree (MCTDH) Verfahren

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Die Berechnung von Schwingungsspektren von Molekülen und Clustern spielt eine wichtige Rolle in Physik und Chemie. Experimentell lassen sich Schwingungsspektren heutzutage mit beeindruckender Präzision bestimmen. Um hierzu konkurrenzfähig zu sein, müssen theoretische Verfahren daher hohen Genauigkeitsanforderungen genügen. Da der Rechenaufwand einer numerisch exakten Behandlung exponentiell mit der Anzahl der Freiheitsgrade anwächst, kommt der Effizienz eines Verfahrens ebenfalls eine große Bedeutung zu. Eine Methode, die diese beiden Eigenschaften vereint, ist das Filter-Diagonalisierungs-Verfahren (FD), das ursprünglich von Neuhauser vorgeschlagen und seither kontinuierlich weiterverbessert wurde. Zahlreiche erfolgreiche Anwendungen belegen die Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Effizienz des FD-Verfahrens. Im vorliegenden Projekt soll die Wellenpaketpropagation, auf der die FD-Methode aufbaut, mit dem in unserem Arbeitskreis entstandenen multiconfiguration time-dependent Hartree (MCTDH) Verfahren durchgeführt werden. Wie in vielen Arbeiten gezeigt wurde, kann MCTDH diese Aufgabe mit einem geringen Rechenzeit- und Speicherbedarf und zugleich einer hohen Genauigkeit lösen. Mit der Kombination aus FD- und MCTDH-Verfahren sollen dann die Schwingungsspektren größerer polyatomarer Systeme studiert werden.