利用第一性原理两体与三体相互作用势计算固态正氢的状态方程
化学物理
2025-06-05 v1
摘要
我们给出了固态正氢在至范围内、下的状态方程(EOS)，通过路径积分蒙特卡洛模拟计算，使用了第一性原理两体与三体相互作用势。我们通过势能尾部修正对有限尺寸模拟误差进行了修正。Trotter分解误差通过外推或使用足够小的虚时间步长予以处理。我们通过两种方法纳入三体相互作用：全包含法，即在蒙特卡洛采样和能量估计器中同时使用两体和三体相互作用；以及微扰法，即在采样中省略三体相互作用但在能量估计中仍保留三体相互作用。两种三体相互作用处理方式返回的总能量和压力非常相似。三体相互作用对固体结构性质仅有轻微影响。而单独的两体相互作用显著高估了固态正氢的压力，额外引入三体相互作用则导致压力的严重低估。我们的发现表明，对固态正氢的精确模拟需要四体乃至更高阶的多体相互作用。也可能存在静态相互作用势完全不适合模拟高密度下固态正氢的情况。
引用
@article{arxiv.2506.03352,
title = {Equation of state of solid parahydrogen using ab initio two-body and three-body interaction potentials},
author = {Alexander Ibrahim and Pierre-Nicholas Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03352},
year = {2025}
}