水素・重水素移動反応の量子統計力学的第一原理計算

Quantum statistical first-principles calculation of proton and deutron transfer reactions

志賀 基之   ; 藤崎 弘士*

Shiga, Motoyuki; Fujisaki, Hiroshi*

本発表では、第一原理経路積分法をストリング法と組合せることによって、量子系の自由エネルギー曲線を簡易に計算する新たなシミュレーション手法を提案する。この方法では、経路積分表示された原子核の重心位置(セントロイド)を座標変数とし、その座標空間における自由エネルギー面を定義した場合、その面の反応障壁が最小となる経路をストリング法によって探索する。これは、固有反応座標のアイデアを量子系へ適用する道のうちの一つと考えられ、今後、水素・重水素移動反応の解析に役立つものと期待される。

We propose a new simulation method for simple evaluation of free energy curves of quantum systems by combining ab initio path integral method with string method. In this method, the center of mass positions of nuclei represented in terms of path integral formulation (centroid) is set as configurational variables, and the free energy surface is defined on this configuration space. Then, the minimum free energy reaction path on this surface is searched by the string method. This is one of the ways to generalise the idea of intrinsic reaction coordinate to quantum systems, and it could be useful for analysing proton and deutron transfer reactions.