Tampere University of Technology

TUTCRIS Research Portal

Vedyn Stark-ilmiön ja polarisoituvuuksien mallintaminen polkuintegraali-Monte Carlo-menetelmällä

Research output: Book/ReportMaster's ThesisScientific

Details

Original languageFinnish
PublisherTampere University of Technology
Number of pages50
Publication statusPublished - 3 Sep 2014
Publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

Abstract

Ulkoisen sähkökentän vaikutusta kvanttimekaaniseen kuvaukseen mallinnetaan käyttämällä polarisoituvuutta, jonka eri komponentit kuvaavat myös aineen optisia ominaisuuksia. Näistä staattinen dipolipolarisoituvuus α sekä hyperpolarisoituvuudet β, γ... liittyvät keskeisesti Stark-ilmiöön eli ominaistilojen energiaspektrin silpoutumiseen sähkökentässä. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan äärellisen sähkökentän simuloimiseen ja staattisten polarisoituvuuksien laskemiseen liittyvää problematiikkaa, jota lähestytään ensimmäistä kertaa suoraan äärellisessä lämpötilassa käyttämällä polkuintegraali-Monte Carlo -menetelmää (PIMC). Sähkökentän kuvaaminen käsitellään yksityiskohtaisesti ja sitä sovelletaan Finite field-periaatteella neljään eri vetysysteemiin: H, H-, H2+ ja H2. Menetelmä toimii luotettavasti, ja saadut tulokset vastaavat tunnettuja staattisten polarisoituvuuksien arvoja erinomaisesti sekä adiabaattisissa että ei-adiabaattisissa tapauksissa. Lisäksi merkittävä äärellisen lämpötilan vaikutus havaitaan vetymolekyyleillä, joilla rotaatio- ja vibraatiotilojen osuudet ovat suuret. Laskentakapasiteetin riittäessä PIMC-menetelmä voidaan todeta suoraviivaiseksi keinoksi staattisten polarisoituvuuksien kuvaamiseen ja laskemiseen äärellisissä lämpötiloissa myös niissä tapauksissa, joissa perinteiset menetelmät osoittautuvat työläiksi.

Keywords

  • path integral Monte Carlo, finite temperature, quantum statistics, polarizability, hyperpolarizability, hydrogen

Field of science, Statistics Finland

Downloads statistics

No data available