論文の概要: Physical insights from imaginary-time density--density correlation functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.02254v1
• Date: Tue, 6 Sep 2022 07:03:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 18:37:41.098236
• Title: Physical insights from imaginary-time density--density correlation functions
• Title（参考訳）: 虚時密度-密度相関関数の物理的考察
• Authors: Tobias Dornheim and Zhandos Moldabekov and Panagiotis Tolias and Maximilian B\"ohme and Jan Vorberger
• Abstract要約: 我々は、$F(mathbfq,tau)$が$S(mathbfq,omega)$と同じ物理情報を含むような解析的継続は不要であると主張する。 具体的には、$tau$-ドメインから温度や準粒子励起エネルギーなどの重要な情報を直接抽出する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The accurate theoretical description of the dynamic properties of correlated quantum many-body systems such as the dynamic structure factor $S(\mathbf{q},\omega)$ constitutes an important task in many fields. Unfortunately, highly accurate quantum Monte Carlo methods are usually restricted to the imaginary time domain, and the analytic continuation of the imaginary time density--density correlation function $F(\mathbf{q},\tau)$ to real frequencies is a notoriously hard problem. In this work, we argue that no such analytic continuation is required as $F(\mathbf{q},\tau)$ contains, by definition, the same physical information as $S(\mathbf{q},\omega)$, only in an unfamiliar representation. Specifically, we show how we can directly extract key information such as the temperature or quasi-particle excitation energies from the $\tau$-domain, which is highly relevant for equation-of-state measurements of matter under extreme conditions. As a practical example, we consider \emph{ab initio} path integral Monte Carlo results for the uniform electron gas (UEG), and demonstrate that even nontrivial processes such as the \emph{roton feature} of the UEG at low density straightforwardly manifest in $F(\mathbf{q},\tau)$. In fact, directly working in the $\tau$-domain is advantageous for many reasons and holds the enticing promise for unprecedented agreement between theory and experiment.
• Abstract（参考訳）: 動的構造因子 $S(\mathbf{q},\omega)$ のような相関量子多体系の動的性質の正確な理論的記述は多くの分野において重要なタスクを構成する。 残念ながら、非常に正確な量子モンテカルロ法は通常、虚時領域に制限されており、実周波数への虚時密度-密度相関関数 $F(\mathbf{q},\tau)$ の解析的連続は、非常に難しい問題である。 この研究において、そのような解析的連続性は、定義上、$F(\mathbf{q},\tau)$と同じ物理情報を含むものであってはならない、と論じる。 具体的には、極端条件下での物質の状態方程式に非常に関係のある$\tau$- domainから、温度や準粒子励起エネルギーなどの重要な情報を直接抽出する方法を示す。 実用的な例として、一様電子ガス (ueg) に対する \emph{ab initio} 経路積分モンテカルロの結果を考察し、低密度での ueg の \emph{roton feature} のような非自明な過程でさえ、直接的に $f(\mathbf{q},\tau)$ で表されることを示した。 実際、$\tau$-ドメインで直接働くことは、多くの理由から有利であり、理論と実験の間の前例のない合意の約束を守る。

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