Revised Born-Oppenheimer approach and a multielectron reprojection method for inelastic collisions
在标准绝热Born-Oppenheimer方法下，导出了多电子碰撞系统的量子重投影方法。该方法考虑了非零渐近非绝热耦合，并区分了分子态和原子态通道中的渐近电流，从而得到了物理上一致和可靠的结果。该方法被证明为低能量的非弹性Li+Na碰撞的例子，其中标准的绝热玻恩-奥本海默方法的常规应用失败，并导致悖论，如无限非弹性截面。
2010-11-06 physics.chem-ph
Pre-Born-Oppenheimer Molecular Structure Theory
在前玻恩-奥本海默（pre-BO）理论中，分子被认为是一个整体的量子系统，包括电子和原子核。这种方法与传统的量子化学处理有根本不同，传统的量子化学处理依赖于电子和原子核运动的分离。分子的完全量子力学处理对于未来的发展和应用具有很大的希望。它的最精确的版本可能有助于定义新的计划，计量和测试的基本物理理论;它的近似版本可以提供一个有效的理论描述的分子-正电子相互作用，在一般情况下，它会规避繁琐的计算和拟合的势能面和非绝热耦合矢量。为了实现这些目标，审查指出了重要的技术和基本的开放问题。最有趣的是，前BO理论与经典化学知识的调和触及了与量子力学测量问题相关的基本问题。
2018-01-17 physics.chem-ph quant-ph
Cavity-Born-Oppenheimer Hartree-Fock Ansatz: Light-matter Properties of Strongly Coupled Molecular Ensembles
本文提出腔玻恩-奥本海默哈特里-福克拟设，用于非微扰自洽描述强耦合分子系综，并通过氟化氢系综验证了腔介导分子间偶极-偶极相互作用对单分子能量的影响。
2023-07-05 physics.chem-ph quant-ph
Extended Lagrangian Born-Oppenheimer molecular dynamics in the limit of vanishing self-consistent field optimization
基于扩展的拉格朗日Born-Oppenheimer分子动力学，在自洽场优化极限下，提出了一种有效的第一性原理分子动力学模拟方法.优化要求的降低将计算成本降低到最低限度，但不会导致任何显著的精度损失或长期能量漂移。无优化的第一原理分子动力学只需要一个单一的对角化，每个时间步，并产生轨迹在相同的精度水平的“精确”，完全收敛，玻恩-奥本海默分子动力学模拟。因此，扩展的拉格朗日Born-Oppenheimer分子动力学的无优化极限代表了新一代第一性原理量子力学分子动力学模拟方案的稳健和有效的制定的理想起点。
2013-12-06 physics.chem-ph
Entanglement in the Born-Oppenheimer Approximation
研究了电子-核纠缠对玻恩-奥本海默近似的影响。虽然非绝热耦合一般会导致纠缠和失败的BO近似，令人惊讶的是，电子-核纠缠的程度被发现是无关的程度的有效性的BO近似。这是因为虽然BO态的纠缠度是由它们与粗略BO近似中的对应态的偏差决定的，但BO近似的准确性是由BO态与精确的电子-核子态的偏差决定的。事实上，在最小避免交叉模型的上下文中，确定了极端情况，其中足够的BO状态被认为是最大纠缠的，并且其中BO近似失败，但相关的BO状态保持近似未纠缠。此外，BO态被发现不保持纠缠特性的确切的电子核本征态，并完全解除纠缠，只有在极限，其中BO近似成为准确的。
2016-05-23 physics.chem-ph quant-ph
Born-Oppenheimer Approximation near Level Crossing
我们考虑二维圆锥相交附近的Born-Oppenheimer问题。对于能量接近的交叉能量，我们描述的波函数附近的各向同性交叉，并表明它是广义超几何函数0 F3。这个函数对于圆锥交点的作用就像艾里函数对于经典转折点的作用一样。作为应用，我们计算了交叉点附近振动能级的反常塞曼位移。
2000-05-29 math-ph math.MP physics.chem-ph
Pre-Born-Oppenheimer Dirac-Coulomb-Breit computations for two-body systems
使用高斯型基函数求解两体系统的16分量无对Dirac-Coulomb-Breit方程，其变分能量对精细结构常数的依赖与微扰非相对论QED框架高度一致，为计算相对论QED方法的发展提供了坚实参考。
2023-03-24 physics.chem-ph quant-ph
Error-Mitigation Enabled Multicomponent Quantum Simulations Beyond the Born-Oppenheimer Approximation
针对超越玻恩-奥本海默近似的分子量子模拟需求，提出多组分幺正耦合簇框架，结合误差缓解技术在超导量子硬件上实现了符合化学精度的多组分关联模拟。
2025-11-14 physics.chem-ph quant-ph
Total Angular Momentum Conservation in Ab Initio Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
本研究通过解析证明与数值验证表明，在绝热 Born-Oppenheimer 动力学中必须纳入赝磁 Berry 力才能保证总角动量守恒，从而准确描述自旋-轨道耦合系统中电子相互作用调制的自旋与核自由度纠缠。
2023-03-24 physics.chem-ph
Born-Oppenheimer approximation in optical cavities: from success to breakdown
分子与腔的耦合导致分子的非绝热性，这使得分子动力学的描述变得复杂。对于多原子分子，降维模型和玻恩-奥本海默近似（BOA）的使用可以弥补这种情况。结果表明，与预期相反，BOA甚至可能会失败，在一个一维的模型，通常预计失败的二维或更多维的模型，由于由空腔引起的锥形交叉的外观。
2020-09-17 physics.chem-ph
Extended Lagrangian Born-Oppenheimer Molecular Dynamics with DFT+U
扩展的拉格朗日玻恩-奥本海默分子动力学[Phys. Rev. Lett. vol.100，123004（2008）]与Kohn-Sham密度泛函理论（DFT）结合，使用基于哈伯德模型的DFT+U校正。这种结合XL-BOMD和DFT+U的方法允许有效的Born-Oppenheimer分子动力学模拟与轨道相关的修正超越常规的Kohn-Sham密度泛函理论。扩展的拉格朗日公式消除了需要迭代自洽场优化的电子基态之前的力的评估，这是需要在定期的直接玻恩-奥本海默分子动力学模拟。该方法提供了精确和稳定的分子轨迹，同时降低了每个时间步长的计算成本。结合XL-BOMD和DFT+U方法进行了硝基甲烷分子液体和固体核燃料UO $_2$系统的分子动力学模拟，使用自洽的电荷密度泛函紧束缚理论。
2023-03-07 physics.chem-ph
Binding of muonated hydrogen molecules on the occasionof the Born-Oppenheimer approximation 90th anniversary
本文讨论了四个带单位电荷的费米子粒子的稳定性，其中两个带正电荷，两个带负电荷。除了使用最简单的近似每个粒子的一个高斯轨道，这个问题是完全解决变分，通过改变质量来模拟分子双氢，单μ子双氢和双μ子双氢，用来说明著名的玻恩-奥本海默近似在其90周年之际。建议它仅对二氢有效。
2019-08-16 physics.chem-ph
Diagonalizing the Born-Oppenheimer Hamiltonian via Moyal Perturbation Theory, Nonadiabatic Corrections and Translational Degrees of Freedom
本文提出一种基于Moyal微扰理论的方法，用于计算Born-Oppenheimer哈密顿量的高阶非绝热修正，并特别处理平动自由度，推导了电子电流、动量及相关量的变换定律。
2023-12-19 physics.chem-ph
The Born Oppenheimer wave function near level crossing
标准的玻恩-奥本海默理论没有给出水平交叉点附近的波函数的精确描述。我们给这样一个描述附近的各向同性圆锥交叉，能量接近交叉能量。这导致了两个耦合的二阶常微分方程的研究，其解决方案是描述在广义超几何函数的种类0 F3（;a，b，c;z）。我们发现，在低角动量时，由于交叉而产生的混合非常大，其比例类似于μ^（1/6），其中μ是电子与核的质量比。
2000-08-22 math-ph math.MP physics.chem-ph
Born-Oppenheimer potential for H$_2$
利用双中心双电子指数积分的解析公式和递推关系，得到了H $_2$的$^1Σ_g^+$态的Born-Oppenheimer势在0.1 - 20 au范围内的表达式.对于小距离，采用James-Coolidge基，而对于大距离，采用电子变量为任意多项式的Heitler-London函数。在整个核间距范围内，$10^{-15}$的计算精度都达到了，例如在平衡间距$r=1.4011$处，Born-Oppenheimer势等于$-1.174\,475\,931\,400\,216\,7(3)$ .交换能的结果验证了Herring和Flicker [Phys. Rev. { \bf 134}，A362（1964）]关于大核间距渐近性的公式。本文提出的Slater积分的解析方法为任意双原子分子的高精度计算打开了一扇窗。
2010-09-27 physics.chem-ph
Extended Born-Oppenheimer equation for tri-state system
本文给出了耦合三态电子流形核薛定谔方程（SE）的非绝热耦合（NAC）元的显式表示。如果绝热-绝热变换（ADT）角是电子基的混合角，ADT矩阵将NAC项精确地变换为零，得到SE的绝热形式。ADT和NAC矩阵满足旋度条件，并在无旋情况下发现了混合角之间的新关系。我们还发现，扩展的Born-Oppenheimer（EBO）方程有有意义的解决方案，可以重现数值精确的结果，只有当方程是规范不变的。
2004-10-02 physics.chem-ph
On the inclusion of the diagonal Born-Oppenheimer correction in surface hopping methods
对角Born-Oppenheimer修正（DBOC）源于绝热表示中的对角二阶导数耦合项，并且当相邻Born-Oppenheimer（BO）势能面（PES）之间的间隙闭合时，它可以具有任意大的幅度。然而，在模拟非绝热动力学（例如，最少开关表面跳跃（FSSH）方法）。在FSSH方法FSSH+D中，直接将DBOC添加到BO PES中，已被证明对于包含圆锥相交的模型，会导致数值上差得多的结果。更复杂的变化的DBOC夹杂物，相空间表面跳跃（PSSH）是更成功的FSSH+D，但在模型问题没有圆锥相交。本工作全面评估了DBOC在两个电子态问题的非绝热动力学中的作用，以及FSSH、FSSH+D和PSSH方法在各种一维和二维模型中的性能。结果表明，当同时满足两个条件：1）原子核的动能低于DBOC和2）PES不是强非线性耦合时，加入DBOC可以提高表面跳跃模拟的精度.包含DBOC在其能量标度变得非常高或甚至发散的情况下是有害的，因为在这些区域中PES也非常强地耦合。在这种情况下，真正的量子形式主义严重依赖于对角和非对角非绝热耦合之间的相互作用，而表面跳跃方法将对角项视为PES和非对角项随机。
2016-04-28 physics.chem-ph quant-ph
On the breakdown of the Born-Oppenheimer approximation in LiH and LiD
Tampere University（坦佩雷大学）
该研究通过考虑量子核效应，发现LiH和LiD中Born-Oppenheimer近似存在失效，并揭示了电子密度的温度依赖性。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
On the Calculation of Resonances in Pre-Born-Oppenheimer Molecular Structure Theory
这项工作的主要动机是在一个前玻恩-奥本海默量子理论的分子对应的电子激发的旋转振动状态的探索。这些状态通常嵌入在相同对称性的较低解离通道的连续体中，因此被认为是共振。为了计算旋振子共振，[J. Chem. Phys. 137，024104（2012）]的pre-Born-Oppenheimer变分方法基于显式相关高斯函数和全局矢量表示的使用，用复坐标旋转方法扩展。开发的计算机程序被用来计算共振能量和宽度的三粒子正电子素阴离子，Ps $^-$，和四粒子正电子素分子，Ps $_2$。此外，还考虑了四粒子H $_2$分子的束缚激发态和共振振子态。共振能量和宽度估计的最低能量共振H $_2$超出了$b\ ^3Σ_\mathrm{u}^+$连续。
2018-10-12 physics.chem-ph
Electric Transition Dipole Moment in pre-Born-Oppenheimer Molecular Structure Theory
本文在预玻恩-奥本海默框架下计算了电跃迁偶极矩。电子和原子核在非相对论性总波函数的参数化方面被同等对待，该总波函数被写为用显式相关高斯函数和全局矢量表示构造的基函数的线性组合。电跃迁偶极矩的积分导出相应于这些基函数的长度和速度表示。完整的推导和计算在实验室固定的笛卡尔坐标系中进行，而不依赖于将质量质心与几何不变的自由度分开的坐标。整体运动的影响是通过几何不变的积分表达式消除。作为一个数值例子，计算了H2分子的两个振子能级之间的电跃迁偶极矩，它们分别对应于在钳位核框架中X ^1 Sigma ^+_g和B ^1 Sigma ^+_u电子态的最低振子态.这是第一次在完全量子力学处理中对这个量进行评估，而不依赖于玻恩-奥本海默近似。
2014-06-14 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Theory of proton coupled electron transfer reactions: Assessing the Born-Oppenheimer approximation for the proton motion using an analytically solvable model
采用一个包含Duschinsky旋转效应的解析可解模型，研究了在质子耦合电子转移（PCET）反应理论中，常用的Born-Oppenheimer（BO）近似对质子和质子给体-受体运动分离的适用性.与基于BO近似的理论比较表明，质子坐标的BO近似一般是有效的，但某些进一步的近似在一定参数范围内可能会变得不准确。我们还研究了在重组能较小的情况下振动相干隧穿效应的影响，并表明它对速率常数和动力学同位素效应起着重要的作用。
2010-07-22 physics.chem-ph
A Quasi Time-Reversible scheme based on density matrix extrapolation on the Grassmann manifold for Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
本文提出基于Grassmann流形密度矩阵外推的准时间可逆方案，用于Born-Oppenheimer分子动力学初始猜测，在保持能量漂移不变的同时显著减少自洽场迭代次数。
2023-07-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Coupled cluster cavity Born-Oppenheimer approximation for electronic strong coupling
该研究在 CBOA 框架下分析强耦合电子–光子哈密顿量，通过二聚体势能面对比极化激元方法，评估电子–光子关联作用及 CBOA 的准确性。
2023-11-02 physics.chem-ph
Generalized Extended Lagrangian Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
基于Kohn-Sham密度泛函理论的扩展Lagrangian Born-Oppenheimer分子动力学在力计算前的自洽场优化消失极限下得到推广.运动方程是直接从核和电子自由度之间的绝热分离的条件下的扩展拉格朗日导出的。我们展示了这种分离是如何自动完成和系统独立的。广义的运动方程只需要一个对角化每个时间步长，适用于更广泛的材料与以前的配方相比，提高了精度和稳定性。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Born-Oppenheimer potentials for $Π$, $Δ$, and $Φ$ states of the hydrogen molecule
本文报道了具有$Π$、$Δ$和$Φ$对称性的氢分子激发态Born-Oppenheimer势的精确变分计算。在0.01 ~ 20 au的核间距范围内，得到的势能曲线的相对精度达到$10^{-9}$或更好。计算依赖于递归评估的两个中心的两个电子的分子积分与指数函数在任意精度的算法。我们的结果为大多数国家是有史以来第一次报道，并为以前计算的国家构成了几个数量级的改进。
2022-03-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Density-matrix based Extended Lagrangian Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
推广的拉格朗日Born-Oppenheimer分子动力学[{ \em Phys.\修订版本\ Lett. } { \bf 2008}，{ \em 100}，123004]中提出了Hartree-Fock理论，其中扩展的电子自由度由密度矩阵表示，包括在升高的电子温度下的分数占据数。与常规的直接Born-Oppenheimer分子动力学模拟相比，在力评估之前不需要迭代自洽场优化。针对常规直接Born-Oppenheimer分子动力学模拟中能隙较小或消失的势能面区域的采样问题，提出了一种扩展电子自由度的自适应积分方法.积分方案是基于一个可调的，低秩近似的四阶内核，${\cal K}$，确定的度量张量，${\cal T}\equiv {\cal K}^T{\cal K}$，用于扩展的谐振子的拉格朗日生成的动态的电子自由度。制定和算法提供了一个通用的指南，以实现扩展的拉格朗日玻恩-奥本海默分子动力学的量子化学，密度泛函理论，和半经验方法使用密度矩阵形式主义。
2020-05-27 cond-mat.other physics.chem-ph physics.comp-ph
Beyond the Born-Oppenheimer approximation with quantum Monte Carlo
在这项工作中，我们开发的工具，使变分和扩散蒙特卡罗方法的非绝热效应的研究。我们介绍了一个高精度的波函数ananstrum的电子离子系统，可以涉及到固定和量子离子的组合。我们明确地计算基态能量的H $_{2}$，LiH，H $_{2}$ O和FHF $^{-}$使用固定节点量子Monte Carlo与波函数节点，明确地依赖于离子的位置。所得到的能量隐含地包括量子核和电子-核耦合所产生的影响。我们比较我们的结果最好的理论和实验结果，并找到很好的协议。
2014-07-14 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Reexamination of the ground state Born-Oppenheimer Yb$_2$ potential
如果Born-Oppenheimer原子间相互作用势和非Born-Oppenheimer相互作用的理论知识得到改进，Yb二聚体在简并气体中的光缔合光谱的精度足以改善对新的短程类引力的约束[M. Borkowski等人，Sci. Rep. A { \bf 9}，14807（2019）]。在{ \it ab initio}理论的eXact 2-组分核关联CCSD（T）水平上，在完全基组极限下，通过扩散函数的扩展，研究了镱二聚体的基态相互作用势.对于小基组，与四分量相对论有限核CCSD（T）计算进行比较，以确定二聚体键长的收缩作为标量相对论近似的主要不可恢复的后果。经验约束的束缚振动能级的$^{174}$ Yb $_2$二聚体的数量占通过代表全球{ \it从头计算}为基础的Born-Oppenheimer势与模型半解析函数包含的尺度和移位参数。结果支持以前的评估Yb二聚体的潜力从光缔合光谱数据，并提供了一个准确和灵活的参考，为未来的超冷原子光谱法的短程类重力力的约束条件的改进。
2021-11-02 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
On the mass of atoms in molecules: Beyond the Born-Oppenheimer approximation
描述分子中原子核的动力学需要一个势能面，传统上由玻恩-奥本海默近似或绝热近似提供。然而，我们还需要给原子核分配质量。在那里，玻恩-奥本海默图像没有考虑电子的惯性，只考虑裸核质量。如今，实验的准确性对转动和振动光谱的理论预测提出了挑战，并要求包括电子参与分子的内部运动。在玻恩和奥本海默最初的工作80多年后，这个问题仍然没有得到普遍解决。在这里，我们提出了一个理论和数值框架，以解决这个问题的一般和严格的方式。从电子-核波函数的精确因式分解出发，通过对裸核质量的位置相关修正，以微扰的方式包含了玻恩-奥本海默机制之外的电子效应。这保持了绝热的观点：核自由度通过单个势能面感觉到电子的存在，而电子的惯性被考虑在内，系统的总质量被恢复。这构成了一个一般的框架，用于描述由于光的惯性，有界粒子的慢自由度所获得的质量。我们说明它与质子转移的模型，其中轻粒子是质子，并与分子的振动光谱的校正。包含轻粒子惯性允许获得精确度的数量级。
2016-07-15 physics.chem-ph
A correlated-polaron electronic propagator: open electronic dynamics beyond the Born-Oppenheimer approximation
在这项工作中，我们发展了一个理论的相关多电子动力学打扮的存在下，一个有限温度的谐波浴。该理论是基于从头算哈密顿量，因此定义良好，除了任何唯象选择集体基态或电子耦合模型。运动方程包括一些浴效应非微扰，并可以用来模拟线形状超越马尔可夫近似和开放的电子动力学，这是最近重新感兴趣的主题。能量的转换和传输主要取决于电子-电子耦合与电解质-电子耦合的比率，如果使用多电子态的唯象基础来开发电子运动运动方程，则该比率是拟合参数。由于目前的工作不呼吁任何这样的基础，它避免了这种模糊性。新理论产生了超越绝热玻恩-奥本海默态的细节水平，但与玻恩-奥本海默方法一样具有成本缩放。在发展这个模型的同时，我们还首次将无时间卷积微扰理论应用于关联分子激发。共振响应特性的形式给出了没有唯象参数。示例传播与发展的代码给出了展示在开放系统中的吸收光谱，振动结构和衰减的电子相关的治疗。
2012-10-02 cond-mat.other physics.chem-ph quant-ph
Representation and Conservation of Angular Momentum in the Born-Oppenheimer Theory of Polyatomic Molecules
本文讨论了多原子分子玻恩-奥本海默理论中角动量算符的表示和各种形式的守恒律。讨论的主题包括这些守恒定律是否完全等同于或仅与玻恩-奥本海默参数$κ=(m/M)^{1/4}$的某个阶数相等，以及角动量量子数在各种表述中的相关性。这些问题都涉及到一个单一的势能面的问题，和那些有多个，强耦合的表面，在静电模型和那些精细结构和电子自旋是重要的。分析导致检查下的电子哈密顿旋转的变换法;的基本状态，绝热和非绝热，随着他们的相位公约;的势能矩阵;和衍生物的耦合。这些变换定律被放置在由旋转引起的核构型空间中的结构的几何背景中，这些结构包括旋转轨道或纤维，分子的取向在其上改变但其形状不变的表面;以及截面，横切纤维的初始值表面。最后，我们建议通常的玻恩-奥本海默近似可以用一个dressing变换来代替，也就是说，一系列的酉变换，块对角化的哈密顿量。当进行Dressing变换时，我们发现角动量算符没有改变。这是一个系统的一部分，确切的等效之间的各种表示角动量运营商在玻恩-奥本海默理论.
2023-01-26 physics.chem-ph
What solvable models reveal about Born-Oppenheimer, Born-Huang, and exact factorization
Hetao Institute of Mathematics and Interdisciplinary Science（河套数学与交叉科学研究院）；University of Bristol（布里斯托大学）
该研究在两个解析透明的基准模型中，比较玻恩-奥本海默、玻恩-黄与精确因式分解的势能面构造，揭示量子几何特性与能量排序规律，分离近似误差等并给出可验证形式。
2026-09-04 physics.chem-ph quant-ph
Regularized Born-Oppenheimer molecular dynamics
虽然在分子动力学中圆锥相交的处理通常需要非绝热的方法，但在某些情况下仍然采用Born-Oppenheimer绝热近似作为有效的替代方法。本文在Mead-Truhlar最小耦合的基础上，给出了核Born-Oppenheimer方程的一个新的封闭形式，从而导出了一个考虑几何相位效应的分子动力学方案.具体来说，通过一个方便的处方核玻姆轨迹的核Escherfest动力学的半经典封闭。圆锥形的交叉点是适当的正则化，在所得到的核粒子运动和相关的洛伦兹力涉及到一个光滑的Berry曲率确定一个环依赖的几何相位。反过来，这个几何相位迅速达到通常的拓扑指数，因为循环扩展远离原来的奇点。这一功能再现的现象出现在最近的精确非绝热的研究，如显着的Jahn-Teller问题的线性振动耦合。同样，一个新提出的正则化的对角校正项也显示出相当忠实地再现在最近的非绝热研究中提出的能量表面。
2020-08-08 math-ph math.MP physics.chem-ph
Understanding the Cavity Born-Oppenheimer Approximation
该研究揭示了空腔 Born-Oppenheimer (CBO) 近似背后的物理效应，提出仅利用标准电子结构计算的非空腔物理量即可高精度恢复 CBO 能量和光谱，为完整 CBO 计算提供了实用高效的替代方案。
2024-01-07 physics.chem-ph quant-ph
Grassmann extrapolation of density matrices for Born-Oppenheimer molecular dynamics
玻恩-奥本海默分子动力学（BOMD）是一种强大但昂贵的技术。密度泛函理论bomd计算中的主要瓶颈是Kohn-Sham（KS）方程的求解，这需要从对密度矩阵的猜测开始的迭代过程。来自轨迹中先前点的收敛密度可用于外推新的猜测，然而，幂等密度需要满足的非线性约束使得直接使用标准线性外推技术是不可能的。在这方面的贡献，我们引入了一个局部双射映射之间的流形密度定义和它的切线空间，使线性外推可以在向量空间中进行，而在同一时间，保持正确的物理性质的外推密度使用分子描述符。我们将该方法应用于现实生活中，多尺度极化QM/MM。
2021-09-22 physics.chem-ph
Spin-Polarized Extended Lagrangian Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
我们提出了一个推广的扩展拉格朗日Born-Oppenheimer分子动力学[物理评论Lett。第100卷，123004（2008）; Eur.物理学杂志第94卷，164（2021）]，其还包括电子自旋自由度作为扩展的动力学变量。为了整合自旋和电荷的自由度，我们使用预处理的低秩Krylov子空间近似。我们的方法证明了量子力学分子动力学模拟的铁，使用自旋极化自洽的电荷密度泛函紧束缚理论。我们还展示了如何低秩Krylov子空间近似可以用来加速自洽场收敛。
2023-03-06 cond-mat.other physics.chem-ph
On the four-body problem in the Born-Oppenheimer approximation
研究了$\mathbb{R}^d$（$d\geq 3$）中四个粒子通过谐振子势相互作用的量子问题，其中四个粒子具有任意质量$m_1,m_2,m_3$和$m_4$.该模型允许精确的可解性和波恩-奥本海默近似的批判性分析。研究仅限于基态水平。我们特别注意两个同样重的质量$m_1=m_2=M$和两个轻粒子$m_3=m_4=m$的情况。结果表明，波函数$ψ_0=e^{-Φ}$的精确相位$Φ$的无量纲参数$σ=\frac{m}{M}$和相应的基态能量$E_0$的前两项之和与Born-Oppenheimer近似值完全一致.详细描述了$H_2$分子和化合物$H_2O_2$（过氧化氢）的物理相关粗略模型。本文还简要地讨论了任意数量的粒子$n$，具有$d$自由度（$d\geq n-1$），通过谐振子势相互作用的一般化。
2020-08-02 math-ph math.MP physics.chem-ph
Universal Steps in Quantum Dynamics with Time-Dependent Potential-Energy Surfaces: Beyond the Born-Oppenheimer Picture
它最近被证明[G。Albareda等人，物理修订版信函113，083003（2014）]，在耦合电子-核动力学的条件分解方法内，电子-核波函数可以被精确地分解成由核条件时间相关势能面（C-TDPES）有效控制的核波包的系综。采用一个一维模型系统，我们表明，强非绝热耦合的核C-TDPES表现出的步骤，桥接分段绝热波恩奥本海默PES。这些步骤的性质被确定为电子-核相关的影响。此外，最近报道的精确因式分解框架的背景下，类似的不连续性的直接比较，使我们能够得出结论，这些不连续性的普遍性，即它们是固有的所有非绝热核动力学方法的基础上（精确）随时间变化的势能面。
2018-06-12 physics.chem-ph
A phase-space view of vibrational energies without the Born-Oppenheimer framework
本研究提出相空间电子哈密顿量$\hat H_{\rm PS}(\bm R,\bm P)$，通过部分维格纳变换严格建立其非微扰基础，在成本接近BO方法的情况下，能产生有意义的电子动量并显著提升振动能量计算精度，为非玻恩-奥本海默框架下的势能面构建提供更优方案。
2024-12-07 physics.chem-ph quant-ph
Cavity Born-Oppenheimer Approximation for Correlated Electron-Nuclear-Photon Systems
在这项工作中，我们详细说明了最近引入的概念，腔玻恩-奥本海默近似的相关电子-核-光子问题。我们展示了如何在条件电子和光子核波函数方面的扩展准确地描述强关联轻物质系统的本征态。对于与光子模式共振的GaAs量子环模型，我们强调了基态电子势能面如何将自由光子模式的通常谐波势改变为具有双阱结构的修饰模式。这种变化伴随着电子基态密度的分裂。对于一个光子模式与振动跃迁共振的模型，我们在激发态电子势能面中观察到从单个最小值到双最小值的分裂。此外，对于一个随时间变化的设置，我们展示了如何在相关的光物质系统的动态可以理解的人口之间的转移势能面。这项工作在量子化学和量子光学的接口铺平了道路，完全从头描述的物质-光子系统。
2016-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Can The Mystery of The Born-Oppenheimer Electronic Current Density Be Explained With A Simple Phase Space Electronic Hamiltonian? Yes (And A Lot More Too)
提出由原子核位置和动量参数化的相空间电子哈密顿量，能恢复VCD信号和电子流密度，完全避免Born-Oppenheimer理论，并可能解释手性诱导自旋选择性效应。
2024-07-27 physics.chem-ph
Analysis of the Time Reversible Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Duke University（杜克大学）；Peking University（北京大学）
本文分析了时间可逆Born-Oppenheimer分子动力学方案，在非收敛自洽场迭代下保持时间可逆性，并探讨其在非平衡核动力学中的准确性。
2013-06-13 cs.NA math.NA physics.chem-ph
On the validity of the Born-Oppenheimer approximation in the indirect dissociative recombination process
介绍了一种求解简单的二维模型的方法，该模型描述了电子与分子碰撞过程中的振动激发和离解过程。该模型具有一个电子自由度和一个核自由度。二维$R$ -矩阵可以同时构建在电子和核表面上使用所有三种形式开发的电子-原子和电子-分子碰撞。这些是本征通道$R$矩阵形式，Nesbet和Robicheaux的反演技术，以及使用对称化哈密顿量的极点展开的Wigner-Eisenbud型形式。本文用二维$R$矩阵方法求解了一个描述单重态对称$^1Σ_u$中$_2^+$阳离子的解离复合和振动激发的简单模型。然后，这些结果作为（接近精确的）基准，用于以下计算，其中$R$矩阵状态被其Born-Oppenheimer近似所取代。这种方法的准确性和一阶非绝热耦合的校正进行了讨论。
2018-10-22 physics.chem-ph
The Moving Born-Oppenheimer Approximation
Department of Physics, University of California at San Diego（加州大学圣地亚哥分校物理系）
运动布里渊近似通过混合量子-经典框架，揭示慢自由度与快自由度的复杂相互作用，应用于量子化学和材料科学等领域。
2026-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Angular Momentum Transfer between a Molecular System and a Continuous Circularly Polarized Light Field under the Born-Oppenheimer Framework
本文在Born-Oppenheimer框架下解析并数值证明CPL场中分子的总角动量守恒，指出角动量转移由Berry力承载，并澄清相关模型对应同核双原子系统。
2024-03-02 physics.chem-ph physics.optics
An Efficient and Accurate Car-Parrinello-like Approach to Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
我们提出了一种新的方法，结合Car-Parrinello和Born-Oppenheimer分子动力学，以加快密度泛函理论为基础的从头计算模拟。根据系统的效率增益的一至两个数量级已被观察到，这使得从头算分子动力学的时间和长度尺度比以前认为可行的大得多。它将被证明，动力学是正确的再现，并保持高精度，可以在整个系统范围从绝缘体到半导体，甚至在凝聚相的金属。这一发展大大扩展了从头算模拟的范围。
2006-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Explicitly correlated Gaussian functions with shifted-center and projection techniques in pre-Born-Oppenheimer calculations
数值投影方法的非相对论性多粒子库仑哈密顿量的本征态的计算与选定的转动和宇称量子数采用移动显关联高斯函数，这是，在一般情况下，不是本征函数的总角动量和宇称运营商。将基函数数值投影到三维旋转反演群的不可约表示上的增加的计算成本是为基函数的增加的灵活性付出的代价。这种增加的灵活性使我们能够实现一个显式的五粒子系统处理的H $_3^+=\{$ p $^+,$ p $^+,$ p $^+,$ e $^-,$ e $^-\}$分子离子的Pauli允许的基态能量的变分上限的大幅改善。我们比较我们的预玻恩-奥本海默的结果，这个分子离子的振转结果，包括非绝热修正。
2018-07-31 physics.chem-ph physics.comp-ph
Deviations from Born-Oppenheimer mass scaling in spectroscopy and ultracold molecular physics
我们调查Born-Oppenheimer击穿（BOB）效应（超出通常的质量标度）的电子基态的一系列homonitrile和heteronitrile碱金属硅藻，连同Sr $_2$和Yb $_2$晶体。几个广泛使用的电子结构软件包被用来计算主要的贡献，总的同位素位移的常见发生的同位素的每一个物种。计算量包括对角玻恩-奥本海默修正（质量位移）和同位素场位移。质量的变化占主导地位的轻核，并包括K，但场的变化贡献显着的Rb和Sr和占主导地位的Yb。我们比较了{ \em从头算}的质量位移函数的Li $_2$，LiK和LiRb与光谱导出的基态BOB功能从文献中。我们发现很好的协议在其平衡几何的LiK和LiRb的功能的值，但显着的分歧与所有3个系统的功能的形状。这种差异可能是由于非绝热项对经验BOB函数的贡献。我们提出了一个半经典模型，研究了BOB修正对近阈态结合能和零能费什巴赫共振位置的影响。
2016-08-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Madelung transform and variational asymptotics in Born-Oppenheimer molecular dynamics
该研究基于哈密顿变分原理与欧拉-庞加莱约化构建BOMD的几何表述，借助马德隆变换的拉格朗日流体路径，通过渐近方法从连续模型变分原理推导BOMD，验证bohmion方案的即时实现，并拓展至混合量子-经典动力学模型。
2023-07-18 math-ph math.MP math.SG
A Basis-Free Phase Space Electronic Hamiltonian That Recovers Beyond Born-Oppenheimer Electronic Momentum and Current Density
本文提出一种无需原子轨道基组的相空间电子哈密顿量，通过将电子提升至最近核的运动参考系，在保持动量守恒的同时恢复电子动量和电流密度，为后玻恩-奥本海默电子结构理论及手性诱导自旋选择性模拟提供了低成本且可检验的新途径。
2024-12-30 physics.chem-ph
Beyond Born-Oppenheimer Time-Dependent Density Functional Theory
该研究构建了超越玻恩-奥本海默近似的电子-核耦合动力学含时密度泛函理论，提出对应含时Kohn-Sham方案，通过质子转移模型验证相关泛函可捕捉慢驱动下的主导非绝热效应。
2025-11-13 physics.chem-ph
Understanding molecular harmonic emission at relatively long intense laser pulses: Beyond the Born-Oppenheimer approximation
研究了长脉冲类正弦$^2$激光中分子谐波辐射的物理机制。数值求解了简单分子离子H $_2^+$的全维电子含时薛定谔方程。电子局域化，非绝热红移和空间不对称发射的发生和效果进行评估，以更好地理解出现在高次谐波产生（HHG）谱的复杂模式。结果表明，高次谐波谱中的复杂模式主要来源于分子对快速变化的激光场的非绝热响应，也来源于沿偏振方向的空间非对称发射。与文献中报道的相反，没有观察到电子定位对HHG光谱的影响。
2016-08-20 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Density functional theory beyond the Born-Oppenheimer approximation: Exact mapping onto an electronically non-interacting Kohn-Sham molecule
本文将 KS-DFT 精确推广到全量子分子体系，通过把电子与核密度映射到电子非相互作用的 KS 分子，建立耦合的自洽方程并给出精确绝热连接公式及实用近似。
2024-04-02 physics.chem-ph
Simulating Vibronic Spectra without Born-Oppenheimer Surfaces
本文提出无需多个 Born-Oppenheimer 势能面的第一性原理动力学方法，通过一维 H_2 和全维苯吸收光谱验证其可准确捕捉 Franck-Condon 效应及振动电子耦合。
2021-01-08 cond-mat.other physics.chem-ph
