【科学综述】应用于量子含时波包方法的高精度透明边界条件

化学物理学报蔻享学术 2021-04-25

摘要

本文提出了一种适用于量子含时波包方法的透明边界条件. 该量子含时波包方法结合分离变量表象方法使用的时候，本质上是具有谱收敛性质的. 相对于以往的复数吸收势，该透明边界条件的突出优点是其对于波函数的能谱分布并不敏感. 采用具有共振态的一维势垒散射模型，本文对该方法的特点做了阐述。

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内容简介

在本工作中，我们提出了一种新的应用于量子波包方法的简便易行的透明边界条件。采用这种透明边界条件时，不再需要吸收势，而是通过修改边界部分的波函数，把触碰边界而造成反弹的那部分波函数“扔掉”，而使波函数成为“纯粹”的外行波，从而满足边界条件。以前他人提出的透明边界条件多是基于有限查分方法，因而精度有限。而在本工作中我们所提出的透明边界条件方法则具有指数收敛性，具有很高的精度，而且方便和目前流行的量子波包计算方法，比如说分离变量方法、快速傅立叶变换以及分裂算符方法等等结合起来。这种方法在波函数具有复杂动能成分时，比如说，同时具有较低和较高平动能成分时，会明显节约计算区间，因而会比采用传统吸收势时计算效率高。

通讯作者

孙志刚研究员本科毕业于大连理工大学物理系，博士毕业于中科院大连化学物理研究所，师从楼南泉院士。曾跟随张东辉教授（新加坡国立大学），Soo-Ying Lee教授和杨伟涛教授从事博士后研究。研究方向是以发展量子含时波包理论方法为主，特别是和态－态分子反应动力学过程相关的；同时和交叉分子束实验密切结合，揭示化学反应动力学的新机制。

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