固态仲气氢的路径积分蒙特卡洛仿真：基于两体、三体和四体初步相互作用势能面
化学物理
2025-06-09 v1
摘要
我们报告了固态仲气氢在 至 密度范围内、 K 温度下的状态方程路径积分蒙特卡洛模拟结果。模拟使用非可加各向同性的两体、三体和四体势能面（PES）。我们对有限大小模拟误差和Trotter分解误差进行了校正。仅使用两体PES进行采样的模拟结果与同时使用两体和三体PES进行采样的模拟结果相似。在四体相互作用能的基础上，我们预测了平衡密度为 ，非常接近实验结果的 。四体相互作用能的加入也使模拟结果在约 处与实验压力-密度数据达到Excellent一致。这些PES相对于实验结果在平衡密度下每分子的平均动能高出约7%。我们的发现表明，在更高密度下，需要五体及更高阶的多体相互作用才能定量改善模拟产生的压力-密度曲线与实验结果之间的一致性。在密度过高时使用四体PES进行采样，会导致hcp晶体结构的人工对称性破裂。
引用
@article{arxiv.2506.05557,
title = {Path-integral Monte Carlo simulations of solid parahydrogen using two-body, three-body, and four-body ab initio interaction potential energy surfaces},
author = {Alexander Ibrahim and Pierre-Nicholas Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05557},
year = {2025}
}