`irc`¶

遷移状態（TS）から反応物・生成物方向へ EulerPC（Euler Predictor-Corrector）ベースの固有反応座標（IRC）積分を実行します。tsopt で最適化・検証済みの TS 構造を出発点に経路を追跡し、端点接続性（R ↔ TS ↔ P）を確認します。デフォルトで前方・後方の両方向を実行します。--no-backward（または --no-forward）で一方向のみをたどります。VRAM に余裕がある場合は --hessian-calc-mode Analytical が推奨されます。XYZ/GJF 入力では --ref-pdb で参照 PDB トポロジーを指定し、XYZ 座標を保持したまま PDB 形式へ変換できます。一般的な手順は tsopt → irc です。

実行例¶

コマンド形式:

pdb2reaction irc -i INPUT.{pdb|xyz|trj|...} [-q CHARGE] [-l, --ligand-charge <number|'RES:Q,...'>] \
 [-b/--backend uma|orb|mace|aimnet2] [--solvent SOLVENT] [--solvent-model alpb|cpcmx] \
 [--workers N] [--workers-per-node N] [-m 2S+1] \
 [--max-cycles N] [--step-size Δs] [--root k] \
 [--forward/--no-forward] [--backward/--no-backward] \
 [--freeze-links/--no-freeze-links] \
 [--out-dir DIR] [--config FILE] \
 [--convert-files/--no-convert-files] [--ref-pdb FILE] \
 [--hessian-calc-mode Analytical|FiniteDifference] \
 [--show-config] [--dry-run]

両方向の基本実行:

pdb2reaction irc -i ts.pdb -q 0 -m 1 --max-cycles 50 --out-dir ./result_irc

順方向のみ、有限差分Hessian、大きいステップサイズ:

# 順方向のみ、有限差分Hessian、大きいステップサイズ
pdb2reaction irc -i ts.pdb -q 0 -m 1 --no-backward \
 --step-size 0.2 --hessian-calc-mode FiniteDifference --out-dir ./irc_fd/

ステップを大きくし、解析Hessianを使う:

# ステップを大きくし、解析Hessianを使う
pdb2reaction irc -i ts.pdb -q 0 -m 1 --step-size 0.20 \
 --hessian-calc-mode Analytical --out-dir ./result_irc_analytical

処理の流れ¶

入力準備 – geom_loader がサポートする任意のフォーマットを受け入れます。参照 PDB が利用可能な場合（PDB 入力時、または --ref-pdb で指定した場合）、EulerPC 軌跡はそのトポロジーで PDB に変換されます。PDB 入力に対して --freeze-links はキャップ水素の親原子を凍結し、geom.freeze_atoms を拡張します。
EulerPC 積分 – EulerPC 予測子-修正子積分器が遷移状態から IRC 経路をたどります。--forward/--backward フラグに従って順方向および/または逆方向の分岐が実行されます。各ステップでは、質量加重の最急降下方向に沿う Euler 予測子（勾配は現在のHessianを用いた 2 次の Taylor 展開で近似）を適用し、続いて距離加重補間（DWI）面上で修正 Bulirsch–Stoer 修正子を適用します。
軌跡出力 – 完了済み、順方向、逆方向の IRC 軌跡が XYZ ファイルとして書き込まれます。参照 PDB が利用可能な場合、対応する PDB も生成されます（--convert-files）。

出力¶

out_dir/ (デフォルト:./result_irc/)
├─ <prefix>finished_irc_trj.xyz   # 完全な IRC 軌跡
├─ <prefix>finished_irc.pdb       # 参照 PDB が利用可能な場合の軌跡に対応する PDB（変換有効時）
├─ <prefix>forward_irc_trj.xyz    # 順方向分岐が実行された場合
├─ <prefix>forward_irc.pdb        # 順方向分岐に対応する PDB（同条件）
├─ <prefix>backward_irc_trj.xyz   # 逆方向分岐が実行された場合
└─ <prefix>backward_irc.pdb       # 逆方向分岐に対応する PDB（同条件）

コンソールには確定済みの geom/calc/irc 設定と実行時間の要約が表示されます。

CLI オプション¶

以下の表は説明が必要なオプションを扱います。全フラグの一覧は生成されたコマンドリファレンスにあります。

オプション	説明	デフォルト
`-i, --input PATH`	`geom_loader` が受け入れる遷移状態構造	必須
`-q, --charge INT`	総電荷; YAML が `calc.charge` を指定していない場合に使用。`.gjf` テンプレートまたは `--ligand-charge/-l`（PDB 入力または `--ref-pdb` 付き XYZ/GJF）が提供しない限り必須。両方が設定された場合でも、明示的な `-q` は `--ligand-charge/-l` より優先されます	テンプレート/導出が適用されない限り必須
`-l, --ligand-charge TEXT`	単一の整数（例: `-1`）でリガンド総電荷を指定するか、残基別マッピング（例: `GPP:-3,SAM:1`）で PDB 残基電荷から全系の電荷を導出。`-q` 省略時に使用（PDB 入力、または `--ref-pdb` 付き XYZ/GJF）	None
`--workers INT`	MLIP 予測器の並列度（workers > 1 で解析Hessian無効）。診断上の注意は workers > 1 は解析Hessianを無効化する（UMA バックエンド）を参照	`1`
`--workers-per-node INT`	ノードあたりのワーカー数。並列予測器に渡されます	`1`
`-m, --multiplicity INT`	スピン多重度（2S+1）。YAML が `calc.spin` を指定していない場合に使用	`.gjf` テンプレート値または `1`
`--max-cycles INT`	最大 IRC ステップ（YAML が `irc.max_cycles` を指定していない場合に使用）	`125`
`--step-size FLOAT`	ステップ長（Bohr、非質量加重デカルト座標）（YAML が `irc.step_length` を指定していない場合に使用）	`0.10`
`--root INT`	射影Hessianの固有値を昇順（最も負の値を先頭）に並べたときの0 始まりのインデックス。初期 IRC 変位に使用するモードを指定します。虚振動が 1 個だけの妥当な TS では `--root 0`（唯一の負の固有値）のままにしてください。`--root 1`、`--root 2` などは、活性な虚モードがより負のスプリアス（疑似）モードよりも上位にランクされていることが分かっている場合にのみ使用します。YAML が `irc.root` を指定していない場合に使用	`0`
`--forward/--no-forward`	順方向分岐を実行（YAML が `irc.forward` を指定していない場合に使用）	`True`
`--backward/--no-backward`	逆方向分岐を実行（YAML が `irc.backward` を指定していない場合に使用）	`True`
`--freeze-links/--no-freeze-links`	PDB 入力用、キャップ H 親を凍結（`geom.freeze_atoms` にマージ）。詳細は extract を参照	`True`
`--freeze-atoms TEXT`	凍結する原子の 1 始まりインデックスをカンマ区切りで明示的に指定（例: `'1,3,5'`）。`--freeze-links` と併用可、任意の入力形式に適用	None
`-o, --out-dir TEXT`	出力ディレクトリ（YAML が `irc.out_dir` を指定していない場合に使用）	`./result_irc/`
`--convert-files/--no-convert-files`	参照 PDB が利用可能な場合に XYZ/TRJ → 対応する PDB を出力するかどうか	`True`
`--ref-pdb FILE`	入力が XYZ/GJF の場合に使用する参照 PDB トポロジー	None
`--hessian-calc-mode CHOICE`	MLIP Hessianモード（YAML が `calc.hessian_calc_mode` を指定していない場合に使用）	`FiniteDifference`
`--config FILE`	明示 CLI 適用前に読み込むベース YAML	None
`--show-config/--no-show-config`	解決済み YAML レイヤー/設定を表示して続行	`False`
`--out-json/--no-out-json`	`out_dir` に機械可読な `result.json` を書き出す。スキーマは JSON 出力スキーマを参照	`False`
`-b, --backend {uma,orb,mace,aimnet2}`	MLIP バックエンド	`uma`
`--solvent TEXT`	xTB 暗黙溶媒（例: `water`）。`none` で無効化	`none`
`--solvent-model {alpb,cpcmx}`	xTB 溶媒モデル	`alpb`
`--dry-run/--no-dry-run`	実行せずに検証と実行計画のみ表示	`False`

YAML 設定¶

設定の優先順位は CLI 規約: 設定の優先順位を参照してください。

geom、calc、irc の各セクションは YAML リファレンスの正規定義から変更ありません: geom、calc、irc を参照してください。--freeze-links は PDB 入力で geom.freeze_atoms を拡張し、--hessian-calc-mode と CLI の charge/spin 値はマージ済み calc ブロックを補完します。

irc 固有の強制上書き（YAML/CLI マージ後に YAML 値を無視して適用）:

geom:
 coord_type: cart # irc では cart に強制（YAML 値は無視）
calc:
 return_partial_hessian: true # irc では true に強制（partial Hessian、active-DOF 処理）

終了コード¶

終了コードは CLI 規約の終了コードを参照。

注意事項¶

MLIP バックエンド（デフォルト: UMA）は IRC 全体で再利用されます。step_length を大きくし過ぎると EulerPC が不安定になることがあります。
--freeze-links が有効な場合、キャップ水素の親原子が自動的に凍結されます（キャップ水素と凍結原子を参照）。

irc¶