ترجمه فارسی مقاله شبیه‌سازی‌های اتمی دینامیک هسته‌ای کوانتومی خارج از تعادل

چکیده

The rapid advancements in ultrafast laser technology have paved the way for pumping and probing the out-of-equilibrium dynamics of nuclei in crystals. However, interpreting these experiments is extremely challenging due to the complex nonlinear responses in systems where lattice excitations interact, particularly in crystals composed of light atoms or at low temperatures where the quantum nature of ions becomes significant. In this work, we address the nonequilibrium quantum ionic dynamics from first principles. Our approach is general and can be applied to simulate any crystal, in combination with a first-principles treatment of electrons or external machine-learning potentials. It is implemented by leveraging the nonequilibrium time-dependent self-consistent harmonic approximation (TD-SCHA), with a stable, energy-conserving, correlated stochastic integration scheme that achieves an accuracy of $mathcal{O}(dt^3)$. We benchmark the method with both a simple one-dimensional model to test its accuracy and a realistic 40-atom cell of SrTiO3 under THz laser pump, paving the way for simulations of ultrafast THz-Xray pump-probe spectroscopy like those performed in synchrotron facilities.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

پیشرفت های سریع در فناوری لیزر Ultrafast ، راه پمپاژ و کاوش پویایی خارج از تعادل هسته ها را در کریستال ها هموار کرده است.با این حال ، تفسیر این آزمایشات به دلیل پاسخ های پیچیده غیرخطی در سیستمهایی که تحریکات شبکه در آن تعامل دارند ، به ویژه در کریستال های متشکل از اتم های سبک یا در دماهای پایین که ماهیت کوانتومی یون ها قابل توجه است ، بسیار چالش برانگیز است.در این کار ، ما به دینامیک یونی کوانتومی بدون تعادل از اصول اول پرداخته ایم.رویکرد ما کلی است و می تواند برای شبیه سازی هر کریستال ، در ترکیب با درمان اصول اول الکترون ها یا پتانسیل های یادگیری ماشین خارجی استفاده شود.این با استفاده از اعمال تقریب هماهنگ خود سازگار وابسته به زمان (TD-SCHA) ، با یک طرح ادغام تصادفی پایدار و با انرژی و همبستگی که به دقت $ Mathcal {O} (DT^3) $ دست پیدا می کند ، پیاده سازی می شود.بشرما روش را با هر دو مدل یک بعدی ساده برای آزمایش دقت آن و یک سلول 40 اتم واقع بینانه SRTIO3 تحت پمپ لیزر THZ ، معیار می کنیم ، و راه را برای شبیه سازی طیف سنجی پمپ-پمپ Ultrafast Thz-Xray مانند آنهایی که در امکانات Synchrotron انجام می شود ، هموار می کند.بشر