Lennard-Jones-38 网络的亚稳态、谱与本征流

我们开发了用于表示原子和分子团簇能量景观的随机网络谱分析的计算工具。讨论了特征值、左/右特征向量和本征流 (eigencurrents) 的物理意义及部分性质。我们提出了一种方法来计算一组特征对及其对应的本征流，以描述系统在趋向平衡过程中发生的最重要的弛豫过程。该方法适用于大型复杂随机网络，其中由 Arrhenius 定律给出的成对跃迁速率变化幅度达数个数量级。所提出的方法论应用于由 Wales 小组创建的表示 Lennard-Jones-38 团簇的网络。其能量景观具有双漏斗结构，包含一个深而窄的面心立方漏斗和一个浅而宽的二十面体漏斗。与预期相反，不存在明显的谱隙将对应于从二十面体漏斗逃逸的特征值分离出来。我们利用本征流详细描述了从二十面体漏斗的逃逸过程，并展示了相应特征值的超指数增长。我们将所提出的谱方法与过渡路径理论 (Transition Path Theory) 的方法进行了比较。最后，我们从数学家和化学物理学家的角度讨论了 Lennard-Jones-38 团簇是否具有亚稳态，并与实验工作建立了联系。