微扰修正的环状聚合物瞬子速率理论严格捕捉了非谐性和深隧穿效应
在该工作中,研究人员在环状聚合物框架中推导出微扰校正的瞬子速率理论(RPI+PC),通过引入势能函数的三阶和四阶导数来捕捉非谐效应,从而显著提升了瞬子理论的精度。瞬子理论作为一种严格的半经典方法,通过定义最优隧道路径来包含量子隧穿效应,从而扩展了过渡态理论。然而标准领头阶瞬子理论(RPI)忽略了垂直于隧穿路径方向的非谐性。本文提出的RPI+PC方法仅需利用与领头阶理论相同的瞬子轨迹局部信息即可实现校正,因此无需全局势能面信息,可便捷地与从头算电子结构方法联用。该团队借助通量关联形式体系,采用渐近分析中的标准技术推导出RPI+PC结果,并证明最终速率表达式与分割面选择无关。通过分析该方法在半经典极限(ℏ→0且总热时间τtot=βℏ保持恒定)下的渐近特性,并在包括直线型H+H2反应及其同位素变体等一系列可获取精确解的标准模型体系中进行验证,研究证实RPI+PC相较RPI具有系统性精度提升。
