Алгоритмы решения краевых задач для атомных тримеров в коллинеарной конфигурации методом Канторовича


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Модель атомных тримеров с парными молекулярными взаимодействиями в коллинеарной конфигурации формулируется в виде двумерной краевой задачи в якобиевских полярных координатах. Последняя сводится методом Канторовича к одномерной краевой задаче для системы ОДУ второго порядка, используя разложение искомого решения по угловым базисным функциям, зависящим от гиперрадиуса, как от параметра. Представлены алгоритмы решения параметрической краевой задачи методом конечных элементов и вычисления асимптотических разложений параметрических угловых базисных функций и эффективных потенциалов системы ОДУ при больших значениях параметра. Эффективность алгоритмов подтверждается сравнением асимптотических решений параметрической задачи на собственные значения и эффективных потенциалов с их численными значениями, полученных методом конечных элементов при больших значениях параметра. Применимость алгоритмов демонстрируются на примере расчетов асимптотических разложений решений параметрической краевой задачи и эффективных потенциалов, и собственных значений энергии связи тримера бериллия в коллинеарной конфигурации.

Об авторах

Александр Александрович Гусев

Объединённый институт ядерных исследований

Email: gooseff@jinr.ru
Дубна, Россия

Очбадрах Чулуунбаатар

Объединённый институт ядерных исследований

Email: chuka@jinr.ru
Институт математики, Монгольский государственный университет, Улан-Батор, Монголия Дубна, Россия

Сергей Ильич Виницкий

Объединённый институт ядерных исследований

Email: vinitsky@theor.jinr.ru
Российский университет дружбы народов, Москва, Россия Дубна, Россия

Владимир Леонардович Дербов

Саратовский государственный университет

Email: derbov@sgu.ru
Саратов, Россия

Список литературы

  1. Efimov V. Few-Body Physics: Giant Trimers True to Scale // Nature Phys. 2009. Vol. 5. Pp. 533-534.
  2. Observation of an Efimov Spectrum in an Atomic System / M. Zaccanti, B. Deissler, C. D’Errico, M. Fattori, Jona-Lasinio, S. M. Muller, G. Roati, M. Inguscio, M. G. // Nature Phys. 2009. Vol. 5. Pp. 586-591.
  3. Voigtsberger J. et al. Imaging the Structure of the Trimer Systems 4He3 and 3He4He2 // Nature Commun. 2014. Vol. 5. P. 5765.
  4. ODPEVP: A Program for Computing Eigenvalues and Eigenfunctions and Their First Derivatives with Respect to the Parameter of the Parametric Self-Adjoined Sturm- Liouville Problem / O. Chuluunbaatar, A.A. Gusev, S.I. Vinitsky, A.G. Abrashkevich // Computer Physics Communications. 2009. Vol. 180. Pp. 1358-1375.
  5. POTHEA: A Program for Computing Eigenvalues and Eigenfunctions and Their First Derivatives with Respect to the Parameter of the Parametric Self-Adjoined 2D Elliptic Partial Differential Equation / A.A. Gusev, O. Chuluunbaatar, S.I. Vinitsky, G. Abrashkevich // Comput. Phys. Commun. 2014. Vol. 185. Pp. 2636- 2654.
  6. Описание программы вычисления собственных значений и собственных функций и их первых производных по параметру для параметрической самосопряжённой системы эллиптических дифференциальных уравнений / А.А. Гусев, О. Чулуунбаатар, С.И. Виницкий, А.Г. Абрашкевич // Вестник РУДН, серия «Математика. Информатика. Физика». 2014. № 2. С. 336-341.
  7. KANTBP: A Program for Computing Energy Levels, Reaction Matrix and Radial Wave Functions in the Coupled-Channel Hyperspherical Adiabatic Approach / O. Chuluunbaatar, A. Gusev, A.G. Abrashkevich, A. Amaya-Tapia, M. Kaschiev, S. Larsen, S. Vinitsky // Comput. Phys. Commun. 2007. Vol. 177. Pp. 649-675.
  8. KANTBP 2.0: New Version of a Program for Computing Energy Levels, Reaction Matrix and Radial Wave Functions in the Coupled-Channel Hyperspherical Adiabatic Approach / O. Chuluunbaatar, A.A. Gusev, S.I. Vinitsky, A.G. Abrashkevich // Comput. Phys. Commun. 2008. Vol. 179. Pp. 685-693.
  9. Gusev A. A., Hai L. L., Chuluunbaatar O., Vinitsky S. I. Program KANTBP 4M for Solving Boundary-Value Problems for Systems of Ordinary Differential Equations of the Second Order. - http://wwwinfo.jinr.ru/programs/jinrlib/kantbp4m.
  10. Symbolic Numerical Algorithm for Solving Quantum Tunneling Problem of a Diatomic Molecule Through Repulsive Barriers / S.I. Vinitsky, A.A. Gusev, O. Chuluunbaatar, L.L. Hai, V.L. Derbov, P.M. Krassovitskiy, A. Go´´zd´z // Lect. Notes Comp. Sci. 2014. Vol. 8660. Pp. 472-490.
  11. Krassovitskiy P., Pen’kov F. Contribution of Resonance Tunneling of Molecule to Physical Observables // J. Phys. B. 2014. Vol. 47. P. 225210.
  12. Wang J., Wang G., Zhao J. Density Functional Study of Beryllium Clusters with Gradient Correction // J. Phys. Cond. Matt. 2001. Vol. 13. Pp. L753-L758.
  13. Стренг Г., Фикс Г. Теория метода конечных элементов. - Москва: Мир, 1977.
  14. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. Москва: Стройиздат, 1982.
  15. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. - М.: Физматлит, 1962. Т. 1.
  16. Гусев А.А., Хай Л.Л. Алгоритм решения двумерной краевой задачи для модели квантового туннелирования двухатомной молекулы через отталкивающие барьеры // Вестник РУДН, серия «Математика. Информатика. Физика». 2015. № 1. С. 15-36.
  17. Pijper E., Fasolino A. Quantum Surface Diffusion of Vibrationally Excited Molecular Dimers // J. Chem. Phys. 2007. Vol. 126. P. 014708.
  18. Модели резонансного туннелирования составных систем через отталкивающие барьеры / А.А. Гусев, А. Гоздз, В.Л. Дербов, С.И. Виницкий, О. Чулуунбаатар, П М. Красовицкий // Новости ОИЯИ. 2014. № 1. С. 22-26.
  19. Mitin A. V. Ab Initio Calculations of Weakly Bonded He2 and Be2 Molecules by MRCI Method with Pseudo-Natural Molecular Orbitals // Int. J. Quantum Chem. 2011. Vol. 111. Pp. 2560-2567.
  20. Merritt J. M., Bondybey V. E., Heaven M. C. Beryllium Dimer-Caught in the Act of Bonding // Science. 2009. Vol. 324. Pp. 1548-1551.
  21. Patkowski K., Sˇpirko V., Szalewicz K. On the Elusive Twelfth Vibrational State of Beryllium Dimer // Science. 2009. Vol. 326. Pp. 1382-1384.

© Гусев А.А., Чулуунбаатар О., Виницкий С.И., Дербов В.Л., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах