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非绝热耦合（nonadiabatic coupling），也称为电子振动耦合（vibronic coupling）或导数耦合（derivative coupling），是描述分子体系中电子与原子核间运动耦合作用的物理量。在量子力学中，根据波恩-奥本海默近似，电子在一个指定的量子态上运动，因而在各能级上的概率分布恒定不变。然而，非绝热耦合项表明体系中会涉及不同电子态之间的作用，即不同电子态之间存在耦合。

非绝热耦合最重要的物理意义是介导了不同电子态间的转换，使得非绝热过程得以发生。尤其在势能面交叉点附近，耦合趋于无穷大。依赖非绝热耦合才得以发生的重要的物理过程包括光合作用、视黄醛的光电转换、大气中臭氧的形成、臭氧层的紫外吸收、甲烷的间接温室效应、爆炸物的点燃等。

此外，非绝热耦合在凝聚相耗散体系、光与物质相互作用模型、分子中的锥形交叉模型等体系的数值测试中，展现出比传统方法更优越的性能。北京大学化学与分子工程学院的刘剑课题组基于位置-动量相空间的统一理论，发展出非绝热场（NaF）方法，能够同时可靠地模拟渐进区域和大范围非绝热耦合区域的原子核-电子自由度的动态关联，为实际复杂分子体系的非绝热跃迁过程提供一种实用的方法。