A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Diamagnetic susceptibility from a nonadiabatic path-integral simulation of few-electron systems (2022)

Tolvanen, A., Tiihonen, J., & Rantala, T. T. (2022). Diamagnetic susceptibility from a nonadiabatic path-integral simulation of few-electron systems. Physical Review A, 105(2), Article 022816. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022816

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Tolvanen, Alpi; Tiihonen, Juha; Rantala, Tapio T.

Lehti tai sarja: Physical Review A

ISSN: 2469-9926

eISSN: 2469-9934

Julkaisuvuosi: 2022

Ilmestymispäivä: 22.02.2022

Volyymi: 105

Lehden numero: 2

Artikkelinumero: 022816

Kustantaja: American Physical Society (APS)

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022816

Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin

Julkaisukanavan avoin saatavuus: 

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/80724

Tiivistelmä

Diamagnetism is the response of dynamical compositions of charged particles, electrons, and nuclei, to an incident magnetic field. In this paper, we study how the finite temperature and finite nuclear masses affect the diamagnetic susceptibilities of selected small atoms and molecules, as limiting cases of dilute gas. We use nonrelativistic path-integral Monte Carlo simulation (PIMC), where both electrons and nuclei are treated on equal footing at finite temperatures in sampling exact Coulomb pair density matrices. The PIMC estimator of diamagnetic susceptibility has been briefly introduced in Ceperley [D. M. Ceperley, Rev. Mod. Phys. 67, 279 (1995)], but here we present a comprehensive derivation, discussion of practical effects, and proof-of-concept results for selected few-body Coulomb systems. Our results are in perfect agreement with high-accuracy literature references, where available, but also demonstrate additional thermal effects of the diamagnetic response of low-mass systems.

YSO-asiasanat: kvanttifysiikka; magnetismi; magneettikentät; simulointi; Monte Carlo -menetelmät

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2022

JUFO-taso: 2