An efficient method for coupled rotation and torsion of oriented AXn1–BYn2 molecules with application to BF2BCl2
发布时间：2025-08-17阅读数：
分子在运动过程中常涉及旋转和扭转的耦合，传统计算方法计算成本高且复杂。本文旨在开发一种高效方法，精确描述此类分子的耦合运动，并应用于BF₂BCl₂等分子。
本课题组提出了一种新的二维旋转-扭转哈密顿量求解方法，通过引入对称性操作和边界条件，将问题分解为多个独立的子空间，显著降低了计算复杂度。该方法不仅高效，还能直接获得具有明确物理意义的量子数。
本研究以BF₂BCl₂为例，计算了其最低1000个旋转-扭转本征态的能量和波函数。结果表明，新方法与传统方法结果高度一致，但计算效率大幅提升，尤其在处理高维问题时优势明显。计算效率新方法的计算时间与参数m_max的三次方成正比，而传统方法为六次方。例如，当m_max=100时，新方法比传统方法快约90,000倍，显著节省了计算资源。
本文中研究方法为复杂分子体系的动力学研究提供了高效工具，适用于光谱分析、反应动力学等领域，并为激光控制分子扭转运动提供了理论基础。未来可将该方法推广至其他AXₙ₁-BYₙ₂型分子，进一步探索其在分子动力学和量子控制中的应用。本研究通过理论创新和高效算法，解决了旋转-扭转耦合运动的计算难题，为相关研究提供了重要工具。
已发布论文：
Huihui Wang, Hongjuan Yang, Changyong Li, Lirong Wang, Yonggang Yang*
Journal of Chemical Physics (2025)162, 244118
