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相空间中的电子结构、非Born-Oppenheimer框架:几何力与Moody-Shapere-Wilzcek的再讨论

化学物理 2026-05-27 v1

摘要

我们重新审视量子力学中二和三维的三体问题,生成哈密顿器的精确本征值与本征向量,并以各种不同方案计算近似解,以分离重量("核")和轻量("电子")粒子。我们展示,通过最小的额外计算成本,就可以在核位置(X){\mathbf X})和核动量(P\mathbf{P})上进行电子结构计算,从而超越Born-Oppenheimer近似,这种称为电子结构的相空间理论。特别是,我们演示了这种相空间电子结构计算正确地包含了在移动核框架中电子所感受到的非惯性科罗利力和离心力,因而导致比以往更为准确的本征能量和电子角动量。我们还演示了该方法自然地包含并推广了Moody-Shapere-Wilczek磁单极子,用于非阿贝尔Berry曲率(现在允许振动运动而非固定长度的双原子)。我们认为该方法在处理角动量在核和电子之间的流动时应具有极大用途;特别是,如果扩展到包括自旋自由度,本方法将为通过视为手性声子和耦合核-电子运动来研究手性诱导自旋选择性提供一种实用方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.27053,
  title  = {Electronic Structure in a Phase Space, non-Born-Oppenheimer Framework: Geometric Forces and Moody-Shapere-Wilzcek Revisited},
  author = {Mansi Bhati and D. Vale Cofer-Shabica and Jonathan I. Rawlinson and Robert G. Littlejohn and Joseph Subotnik and Nadine C. Bradbury},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27053},
  year   = {2026}
}

备注

25 pages, 8 figures