論文の概要: Testing electron-photon exchange-correlation functional performance for many-electron systems under weak and strong light-matter coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14655v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 18:14:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.828203
- Title: Testing electron-photon exchange-correlation functional performance for many-electron systems under weak and strong light-matter coupling
- Title（参考訳）: 弱い光と強い光を結合した多電子系における電子-光子交換相関関数の試験
- Authors: Iman Ahmadabadi, I-Te Lu, Leonardo A. Cunha, Michael Ruggenthaler, Johannes Flick, Angel Rubio,
- Abstract要約: 量子電気力学密度汎関数論(QEDFT)のための局所密度近似(pxcLDA)における光子フリー交換相関関数の結果を示す。
我々は、電子-光子相関と弱結合状態における不均一性を記述した再正規化係数を簡単な手順で計算する。
様々な原子や分子にわたって、pxcLDAはこれらの参照と密接に一致して空洞修飾密度を再現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present results of a photon-free exchange-correlation functional within the local density approximation (pxcLDA) for quantum electrodynamics density functional theory (QEDFT) that efficiently describes the electron density of many-electron systems across weak to strong light-matter coupling. Building on previous work [I-Te. Lu et al., Phys. Rev. A 109, 052823 (2024)] that captured electron-photon correlations via an exchange-correlation functional derived from the nonrelativistic Pauli-Fierz Hamiltonian and tested on one-electron systems, we use a simple procedure to compute a renormalization factor describing electron-photon correlations and inhomogeneity in the weak-coupling regime by comparing it with quantum electrodynamics coupled-cluster, and previous QEDFT optimized effective potential methods. Across various atoms and molecules, pxcLDA reproduces cavity-modified densities in close agreement with these references. The renormalization factor approaches unity as the system size or collective coupling increases, reflecting an electron-photon exchange-dominated behavior and improved accuracy for larger systems. This approach now offers a practical route to applying QEDFT functionals based on electron density to realistic electron systems.
- Abstract（参考訳）: 量子電磁力学密度汎関数論(QEDFT)における局所密度近似(pxcLDA)における光子フリー交換相関関数の結果について述べる。
従来の研究 (I-Te. Lu et al , Phys. A 109, 052823 (2024)) に基づいて、非相対論的パウリ・フィエルツ・ハミルトニアンから導かれる交換相関関数を用いて電子-光子相関を捉え、一電子系上で試験した。
様々な原子や分子にわたって、pxcLDAはこれらの参照と密接に一致して空洞修飾密度を再現する。
再正規化係数は、電子-光子交換が支配する振る舞いを反映し、より大きな系の精度を向上させることにより、システムサイズや集団結合が増加するにつれてユニタリに近づく。
このアプローチは、電子密度に基づくQEDFT関数を現実的な電子系に適用するための実用的な経路を提供する。
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