Grenzbereiche der computergestützten Quanten-Vielteilchentheorie
Forschung
Die Arbeitsgruppe entwickelt neue Methoden und Konzepte zur Lösung von Problemen aus der Quanten-Vielteilchentheorie. Der Fokus der Forschung liegt dabei auf der Simulation und Diagnostik von warmer dichter Materie, welche eine holistische Behandlung des komplexen Zusammenwirkens von Effekten wie Coulomb-Wechselwirkung, quantenmechanischer Entartung und starkten thermischen Anregungen erfordert. Des Weiteren wendet das Team die entwickelten Methoden auf andere Vielteilchensysteme wie beispielsweise ultrakalte Atome und Elektronen in Quantenpunkten an.
Team
- Dr. Tobias Dornheim
- Dr. Thomas Gawne
- Dr. Zhandos Moldabekov
- Dr. Sebastian Schwalbe
Forschungsthemen
- Path integral Monte Carlo (PIMC) simulations
We have demonstrated the capability to carry out highly accurate PIMC simulations of warm dense matter without the exponential bottleneck with respect to the number of simulated electrons. This has been achieved using the controlled xi-extrapolation method that has been suggested by Xiong and Xiong [JCP 2022].
- Dichtefunktionaltheorie (DFT) Simulationen von warmer dichter Materie
Linear-response time-dependent density functional theory constitutes a potentially powerful tool for the prediction of XRTS measurements. In addition to the usual XC-functional that is required for any type of DFT application, the computation of such dynamic properties needs the so-called XC-kernel as an additional input. In practice, computing an XC-kernel consistently was limited to relatively simple XC-functionals.
- X-ray Thomson scattering (XRTS) diagnostics
Das XRTS Verfahrens hat sich als ein de-facto Standardverfahren für die Diagnostik von Experimenten mit warmer dichter Materie etabliert, aber die Qualität der extrahierten Parameter wie etwa der Temperatur blieb lange Zeit unklar.
- Lineare und nichtlineare Response Theorie
Die Berechnung nichtlinearer Eigenschaften wechselwirkender Quanten-Vielteilchensysteme blieb lange Zeit aufgrund des extrem hohen Rechenaufwandes auf einige Modellanwendungen beschränkt.
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