QM/MM Lineshape Simulation of the Hydrogen-bonded Uracil NH Stretching Vibration of the Adenine:Uracil Base Pair in CDCl$_3$
采用Car-Parrinello QM/MM混合分子动力学模拟方法，对9-乙基-8-苯基腺嘌呤和1-环己基尿嘧啶在氘代氯仿溶液中的Watson-Crick碱基对进行了模拟.重点分析了N-H $...$ N氢键的几何构型。利用$\NN$距离和NH伸缩基频之间的经验相关性，得到了该能隙沿轨道的时间依赖性。从间隙-关联函数，我们确定的红外吸收光谱，结合多模振荡器模型的线形理论。得到的平均跃迁频率和谱宽与最近的实验数据是合理的协议。
2008-09-11 physics.bio-ph physics.chem-ph
Geometry-Dependent Nonlocal Valence Screening Following Core Ionization of the Water Dimer
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本研究以水二聚体为对象，引入关联移位启动实时Λ耦合簇理论，探究核心电离后的价电子屏蔽，发现核几何变化可调控多电子屏蔽，核心电离可作为电子通信的位点选择性探针。
2026-08-25 physics.chem-ph
Quantum nature of molecular vibrational quenching: Water - molecular hydrogen collisions
通过分子碰撞将分子内能转化为动能和从动能转化的速率允许计算气体的碰撞线形状和输运性质。转振淬灭率的知识是必要的连接光谱观测到温暖的天体物理气体，包括外大气的物理性质。对于一个系统的最重要的在这方面，振动弯曲模式淬灭的H2 O由H2，我们在这里表明，交换振动旋转和动能仍然是一个量子过程，尽管涉及大量的量子能级和大的振动能量转移。激发的量子转子的弹丸是迄今为止最有效的水的振转淬火路径。要做到这一点，我们使用一个完全量子第一原理计算，潜力和动力学，收敛它在所有阶段，在一个完整的耦合通道形式主义。我们在这里提出的速率的第一bendingmode的ortho-H2O的ortho-H2，高达500 K，在一个完全收敛的耦合通道形式主义。
2021-07-18 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
Outer Valence Intermolecular Coulombic Decay in Hydrogen-Bonded Complexes Induced by Resonant Two-Photon Excitation by 4.4 eV Photons
范德华复合物的光激发可以导致几种衰变途径，这取决于势能面的性质。在激发复合物中的发色团时，其弱结合的邻居通过能量转移的电离通过称为分子间库仑衰变（ICD）的独特弛豫过程发生;由于其在生物系统中的相关性，这是一种重新关注的现象。在这里，我们报告的实验证据外价ICD诱导的多光子激发近紫外辐射的4.4 eV的光子，迄今为止未知的分子系统。在2，6-二氟苯乙炔与脂肪胺如二甲胺和三甲胺的二元配合物中，共振双光子激发位于2，6-二氟苯乙炔发色团上。吸收的能量然后转移到其氢键伴侣胺，并导致形成胺阳离子。胺阳离子的动能分布相对于二元络合物的初始几何形状是不变的。目前的实验结果结合电子结构计算提供了宝贵的见解ICD的性质在范德华复合物，更重要的是，ICD作为一个快速，高效，突出的衰变通道激发后，在适度（4.4 eV）的光子能量的作用。
2022-01-13 physics.atm-clus physics.chem-ph
IR Spectrum of the O-H$...$O Hydrogen Bond of Phthalic Acid Monomethylester in Gas Phase and in CCl$_4$ Solution
用溶液中的五维气相模型和经典分子动力学模拟研究了标题化合物在氢键OH伸缩振动光谱范围内的吸收光谱。气相模型预测的费米共振之间的OH-伸缩的基本和第一OH-弯曲泛音过渡相当大的振子强度重新分布。在非绝热势能曲线模型中研究了氢键低频振动的非谐耦合导致的振动级数。偶极-偶极关联函数的凝聚相模拟结果在3000 \cm区域与实验数据吻合良好的宽带。此外，2600 \cm附近较弱的吸收特征已被确定为是由于氢在氢键内的运动。
2009-12-07 physics.chem-ph physics.comp-ph
Elucidating the Nature of $π$-hydrogen Bonding in Liquid Water and Ammonia
本研究通过机器学习势增强的从头算路径积分分子动力学模拟，阐明了液态水和氨中苯周围π-氢键的结构、动力学及光谱特征，并揭示了水中特有的反协同效应，为经验力场描述提供了参考。
2024-03-19 physics.chem-ph
Unified description of hydrogen bonding and of proton transfer by a two-state effective Hamiltonian
由于分子中H原子轨道与施主和受主原子轨道之间的量子力学相互作用，两个分子之间的氢键被认为是有效的哈密顿量。哈密顿量作用于两个非绝热态，并且其矩阵元具有简单的化学激发形式。该模型提供了洞察到“氢键之谜”，描述了不同类别的债券，和经验之间的相关性的供体-受体的距离R和结合能，键长，和软化的振动频率。一个关键的预测是UV光解的氢键复合物通过激发的电子态与提高振动频率。
2011-09-21 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Relativistic and QED effects in the fundamental vibration of T$_2$
氢分子已成为分子中量子电动力学计算的试验场。扩展到较重的放射性氚轴承分子的稳定类氢物种的研究，我们报告的基本T $_2$振动分裂$(v= 0 \rightarrow 1)$的$J=0-5$旋转水平的测量。精确的频率计量进行高分辨率相干反斯托克斯拉曼光谱在$10-12$ ~MHz的实验不确定度，其中亚多普勒饱和功能被利用的最强的过渡。实现的准确性对应于一个50倍的改进，在以前的测量，并允许提取相对论和QED的贡献T $_2$过渡能量。
2018-03-08 physics.atom-ph physics.chem-ph
Energy transfer and restructuring in amorphous solid water upon consecutive irradiation
星际冰和彗星冰在年轻恒星周围行星系统的形成中起着重要作用。它们的主要成分是非晶态固体水（ASW）。虽然ASW被广泛研究，振动能量耗散和结构的变化，由于振动激发是不太好理解。氢键网络可能是其中的关键组成部分。在这里，我们提出的实验结果在ASW引起的强烈的，近单色的中红外自由电子激光（FEL）辐射的FELIX-2光束线在HFML-FELIX设施在荷兰奈梅亨的Radboud大学。ASW的结构变化由反射-吸收红外光谱监测，并依赖于冰的辐照历史。实验表明，自由电子激光辐照可以引起激发态分子局部邻域的能量转移。分子动力学模拟证实了这一点：振动激发的分子可以在不破坏现有氢键的情况下重新定向为更优化的四面体环境。振动能量可以通过氢键网络转移到具有相同振动频率的水分子。因此，由于振动频率的不均匀性以及也可能阻碍能量转移的特定氢键缺陷位点的存在，我们预期非晶材料相对于结晶材料的能量耗散降低。
2022-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Cavity-Catalyzed Hydrogen Transfer Dynamics in an Entangled Molecular Ensemble under Vibrational Strong Coupling
本文用Pauli-Fierz哈密顿量的系综变体数值模拟振动强耦合下TAA分子系综的氢转移，发现腔通过虚光子转移催化反应并产生集体异构化速率增强，其机制与纠缠动力学及系综尺度相关。
2023-04-11 physics.chem-ph quant-ph
Hydrogen bonding in water under extreme confinement
Stanford University（斯坦福大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Brown University（布朗大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）；University of Washington（华盛顿大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；SLAC National Laboratory（斯坦福直线加速器中心国家实验室）
本研究通过原位振动电子能损谱技术，在碳纳米管中直接观察水分子氢键，揭示了受限条件下氢键的量子动态特性及结构相变。
2025-12-22 physics.chem-ph physics.ins-det
The microscopic origin of anomalous properties of ice relies on the strong quantum anharmonic regime of atomic vibrations
水冰是一种独特的物质，具有负热膨胀和反常体积同位素效应等物理性质。它们产生于弱氢键和核量子涨落之间的相互作用，使得理论计算具有挑战性。在这里，我们采用随机自洽谐波近似（SSCHA）研究热和量子涨落如何影响冰XI从头算的物理性质。关于反常的VIE，我们的工作揭示了氢的量子效应是如此之强，以至于处于非线性状态：当氢的质量从质子逐渐增加到无穷大（经典极限）时，体积首先膨胀，然后收缩，最大值略高于氚的质量。我们观察到约10%的弯曲和拉伸声子频率探测在红外和拉曼实验中的非谐重整化。这是第一次，我们报告了低能量声子色散与实验数据的准确比较，这可能要归功于电子相关和核量子和热涨落的高精度，为从第一原理研究冰中的热输运和冰在压力下的模拟铺平了道路。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Simulation of Vibrational Circular Dichroism Spectra Using Second-Order Møller-Plesset Perturbation Theory and Configuration Interaction Doubles
本文首次在MP2和CID波函数方法中引入动态电子相关计算原子轴向张量，并用于模拟振动圆二色光谱，发现电子相关对旋转强度和光谱有显著影响。
2024-06-07 physics.chem-ph quant-ph
Infrared resonant vibrationally induced restructuring of amorphous solid water
非晶态固体水（ASW）大量存在于星际介质中，它在星际尘埃颗粒上形成地幔，是彗星冰的前体。在太空中，ASW充当星际表面化学的基质，导致复杂的分子，并被认为在质子转移反应中发挥关键作用。虽然ASW被广泛研究，并且通常通过不同的技术得到很好的表征，但是在这些材料中能量诱导的结构变化，例如离子、电子和光子照射，还不太清楚。特定红外（IR）振动模式的选择性泵浦可以帮助理解振动在氢键网络重构中的作用。在这里，我们提出的第一个实验结果在ASW引起的强烈的，近单色的中红外自由电子激光（FEL）辐射的FELIX-2光束线在FELIX实验室在荷兰奈梅亨的Radboud大学。通过反射-吸收红外光谱法监测变化。在共振辐照下，观察到ASW的红外吸收带分布的修改与生长的类晶体的贡献和减少的非晶的贡献。这种现象在自由电子激光辐照的几分钟内就饱和了，使94%以上的辐照过的冰发生了变化。进一步分析了氢键供体和受体的影响，并与分子动力学模拟在分子水平上约束的效果的实验是互补的。
2020-09-02 astro-ph.EP astro-ph.GA cond-mat.mtrl-sci
Towards decoding the structure of water-magnetite interface
University of Vienna（维也纳大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
本研究结合神经网络势分子动力学模拟与和频生成振动光谱，探究了磁铁矿-水界面的氢键动力学与羟基物种，揭示了界面水分子的偶极取向规律及表面吸附羟基的取向机制。
2026-10-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Probing QED and fundamental constants through laser spectroscopy of vibrational transitions in HD+
自然界中最简单的分子，H2+和HD+形式的分子氢离子，为复杂形式物质的量子电动力学测试提供了重要的基准系统。在这里，我们报告这样一个测试的基础上的频率测量的振动泛音过渡HD+激光光谱。我们发现，理论和实验频率是相等的0.6（1.1）十亿分之一，这是迄今为止最严格的测试分子理论。我们的测量不仅证实了高阶量子电动力学在分子中的有效性，而且还使长期预测的确定质子-电子质量比的分子系统，以及改进的约束假设的第五力和紧致更高的尺寸在分子尺度上。从理论和实验在0.01ppm水平上的比较的角度，我们的工作证明了分子氢离子作为基本物理常数和定律的探针的潜力。
2016-02-02 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.plasm-ph
Resonating Valence Bond Quantum Monte Carlo: Application to the ozone molecule
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；University of Paderborn（帕德博恩大学）
本研究基于共振价键概念，采用含Jastrow关联因子的反对称双粒子幂试探波函数的量子蒙特卡洛方法，计算臭氧分子三种振动态势能面，实现了对强关联多参考体系的定量准确描述，结果与实验一致。
2015-02-24 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
