論文の概要: Single-particle-exact density functional theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03233v1
- Date: Fri, 5 May 2023 01:24:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 15:36:49.081524
- Title: Single-particle-exact density functional theory
- Title(参考訳): 単粒子-励起密度汎関数理論
- Authors: Martin-Isbj\"orn Trappe, Jun Hao Hue, Jonah Huang Zi Chao, Miko{\l}aj
Paraniak, Djamila Hiller, Jerzy Cios{\l}owski, Berthold-Georg Englert
- Abstract要約: 1pEx-DFT (Single- Particle-exact density functional theory) は、エネルギーに対する全ての単一粒子の正確な機能的寄与を表す。
量子多体系の単一粒子状態の「参加数」から密度行列を構成するための2つの新しいスキームを利用して相互作用エネルギー汎関数をパラメータ化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce 'single-particle-exact density functional theory' (1pEx-DFT), a
novel density functional approach that represents all single-particle
contributions to the energy with exact functionals. Here, we parameterize
interaction energy functionals by utilizing two new schemes for constructing
density matrices from 'participation numbers' of the single-particle states of
quantum many-body systems. These participation numbers play the role of the
variational variables akin to the particle densities in standard orbital-free
density functional theory. We minimize the total energies with the help of
evolutionary algorithms and obtain ground-state energies that are typically
accurate at the one-percent level for our proof-of-principle simulations that
comprise interacting Fermi gases as well as the electronic structure of atoms
and ions, with and without relativistic corrections. We thereby illustrate the
ingredients and practical features of 1pEx-DFT and reveal its potential of
becoming an accurate, scalable, and transferable technology for simulating
mesoscopic quantum many-body systems.
- Abstract(参考訳): 1pEx-DFT(Single-Partic-Exact density functional theory)は、エネルギーへの単一粒子の完全な寄与を表す新しい密度汎関数法である。
本稿では,量子多体系の単粒子状態の「参加数」から密度行列を構築するための2つの新しいスキームを用いて,相互作用エネルギー汎関数をパラメータ化する。
これらの参加数は、標準軌道自由密度汎関数理論における粒子密度に似た変分変数の役割を担っている。
我々は、進化アルゴリズムの助けを借りて総エネルギーを最小化し、相互作用するフェルミ気体と原子やイオンの電子構造を相対論的補正なしで構成する原理実証シミュレーションにおいて、一般的に1パーセント精度の基底状態エネルギーを得る。
これにより, 1pex-dftの成分と実用的特徴を明らかにし, メソスコピック量子多体系をシミュレートする精度, スケーラブル, 転送可能な技術となる可能性を明らかにする。
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