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当グループはこれまでに相関のあるボーズ粒子系に対する経路積分ハイブリットモンテカルロ法を開発してきた。この方法は小、中規模のボーズクラスターの物性を高精度に計算することができる。しかしながら、実験でしばしば用いられているナノ液滴クラスの大きさ(千から数千原子程度)になると幾つかの数値的な問題点を孕んでくる。特に、系のボーズ対称性を満足させるための置換サンプリングはクラスターのサイズと共に著しく困難になる。この問題を克服するために本年度は昨年度に引き続き、当グループで新規に開発した変分経路積分分子動力学法のテスト・改良を行った。この手法は、多粒子系の基底状態を精密に計算するように設計された方法である。この方法は、試行関数を出発点として、経路積分法を用いることにより自動的にそこから基底状態を取り出す方法である。この方法の特筆すべき点は、(特にボーズ粒子系は)数値的な厳密解を得ることができることにある。本年度は、計算効率を高めるために通常用いられている近似よりも高次の近似を採用し、分子動力学法およびハイブリットモンテカルロ法を構築した。液体ヘリウムに対するベンチマーク計算より、特にハイブリットモンテカルロ法を用いると飛躍的に効率が向上することが示された。この手法は、量子クラスターはもとより分子系の精密な計算に大いに役立つことが期待される。
しかしながら、実験でしばしば用いられているナノ液滴クラスの大きさ(千から数千原子程度)になると幾つかの数値的な問題点を孕んでくる。特に、系のボーズ対称性を満足させるための置換サンプリングはクラスターのサイズと共に著しく困難になる。この問題を克服するために本年度は昨年度に引き続き、当グループで新規に開発した変分経路積分分子動力学法のテスト・改良を行った。この手法は、多粒子系の基底状態を精密に計算するように設計された方法である。この方法は、試行関数を出発点として、経路積分法を用いることにより自動的にそこから基底状態を取り出す方法である。この方法の特筆すべき点は、(特にボーズ粒子系は)数値的な厳密解を得ることができることにある。
本年度は、計算効率を高めるために通常用いられている近似よりも高次の近似を採用し、分子動力学法およびハイブリットモンテカルロ法を構築した。液体ヘリウムに対するベンチマーク計算より、特にハイブリットモンテカルロ法を用いると飛躍的に効率が向上することが示された。この手法は、量子クラスターはもとより分子系の精密な計算に大いに役立つことが期待される。
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