氦同位素的第四维里系数的路径积分计算

Giovanni Garberoglio; Allan H. Harvey

doi:10.1063/5.0043446

氦同位素的第四维里系数的路径积分计算

原子与分子团簇 2021-03-24 v2 统计力学计算物理

作者: Giovanni Garberoglio , Allan H. Harvey

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摘要

我们使用路径积分蒙特卡罗（PIMC）方法以及最先进的二体与三体势，计算了 $^4$ He 与 $^3$ He 的第四维里系数 $D(T)$ 在 2.6K 至 2000K 温度范围内的函数关系。我们推导了由氦同位素的玻色或费米性质引起的交换效应贡献的表达式；这些效应在以往的计算中被忽略。在所考虑的温度下，交换效应对 $^4$ He 相对不显著，但对于 $^3$ He，在约 4K 以下要获得定量精度则是必需的。我们的结果对于 $^4$ He 与先前的理论工作（以及部分有限且分散的实验数据）一致；对于 $^3$ He 则无实验值，本工作提供了在此水平上计算得到的首个 $D(T)$ 值。结果的不确定度取决于 PIMC 计算的统计不确定度、势能中忽略四体及更高阶项的估计效应，以及由势能不确定度传播而来的不确定度贡献。在低温下，不确定度由 PIMC 计算的统计不确定度主导；而在高温下，与三体势及被忽略的高阶贡献相关的不确定度变为主导。

关键词

第四维里系数路径积分蒙特卡罗氦同位素交换效应二体与三体势不确定度分析

引用

@article{arxiv.2101.02624,
  title  = {Path-integral calculation of the fourth virial coefficient of helium isotopes},
  author = {Giovanni Garberoglio and Allan H. Harvey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02624},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 3 figures. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in J. Chem. Phys. 154, 104107 (2021) and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0043446

氦同位素的第四维里系数的路径积分计算

摘要

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