预测挑战：环丁酮超快电子衍射谱的第一性原理模拟
化学物理
2024-11-20 v2
摘要
计算机模拟长期以来一直是超快实验的重要伙伴，能够将微观机制细节赋予低维光谱数据。然而，理论对超快实验结果进行先验预测的能力相对未经检验。在此，作为社区挑战的一部分，我们尝试利用现有实验数据背景下的最先进理论，预测即将进行的超快光化学实验的信号。具体而言，我们采用带有坍缩至块（TAB）的从头算 Ehrenfest 混合量子 - 经典模拟，来描述环丁酮被激发至 3s Rydberg 态后电子和原子核的实时演化。我们模拟了气相超快电子衍射（GUED）信号，以便与斯坦福直线加速器实验室即将进行的实验进行直接比较。在初始开环后，观察到通过两个不同通道发生的解离：产生环丙烷和 CO 的 C3 解离通道，以及产生 CHCO 和 CH的 C2 通道。对 GUED 信号的直接计算表明了如何在 GUED 信号中区分开环中间体、C2 产物和 C3 产物。我们还报告了对预测中预期误差的先验分析：在不知晓实验结果的情况下，我们对光谱中的哪些特征确信预测正确，而哪些可能出错？
引用
@article{arxiv.2401.08069,
title = {Prediction challenge: First principles simulation of the ultrafast electron diffraction spectrum of cyclobutanone},
author = {Jiří Suchan and Fangchun Liang and Andrew S. Durden and Benjamin G. Levine},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08069},
year = {2024}
}