Dynamik der kollinearen H+H2-Reaktion. I. Wahrscheinlichkeitsdichte und Fluss

Die zeitliche Entwicklung der kollinearen H+H2-Reaktion, wie sie durch die klassische Mechanik und die zeitabhängige Quantenmechanik beschrieben wird, wurde untersucht. Die Berechnungen verwendeten die Porter–Karplus-Potentialoberfläche. Die relevanten Bewegungsgleichungen wurden mit hoher Genauigkeit durch direkte numerische Integration gelöst. Die Entwicklung der quantenmechanischen Wahrscheinlichkeitsdichte im Interaktionsbereich der Potentialoberfläche wird in einer Reihe von perspektivischen Plots dargestellt. Die klassische Mechanik liefert während der meisten der Reaktion eine erstaunlich gute Beschreibung der Wahrscheinlichkeitsdichte- und Flussmuster; jedoch beginnen die klassische und die quantenmechanische Beschreibung gegen Ende der Reaktion zu divergieren. Im Wesentlichen endet die klassische Reaktion vor der quantenmechanischen Reaktion. Das dynamische Verhalten der Reaktion ist hydraulisch turbulent, wie durch vorübergehende Strudelbildung im Inneren des Reaktionspfades gezeigt wird. Alle in diesem Papier berichteten Ergebnisse gelten für eine durchschnittliche Systemenergie von 0,65 eV (anfängliche durchschnittliche translatorische Energie = 0,38 eV).