Atomok elektronszerkezetének vizsgálata kvantum Monte Carlo módszerrel - Analysis of the electronic structure of atoms by quantum Monte Carlo methods

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2017/18/2.
Témavezető: 
Név: 
Tőke Csaba
Email cím: 
tcsaba@eik.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
Elméleti Fizika Tanszék
Beosztás: 
egyetemi docens
Elvárások: 

Kvantummechanikai és programozási ismeretek - knowledge of quantum mechanics and programming experience

Leírás: 

A kvantummechnaikai soktest-proléma egyik megközelítését adják a kvantum Monte Carlo módszerek, amelyek az elektron-elektron korrelációt egzaktul veszik figyelembe, ezért azokban az esetekben, amikor a számítási kapacitás lehetővé teszi az alkalmazásukat, a különféle átlagtér-elméleteknél pontosabb eredményt igérnek. Különösen fontos ez kémiai számításoknál, amelyeknél a kötési energiák a korrelációs energiák nagyságrendjébe esnek, ezért a korrelációt elhanyagoló számítási módszerek félrevezető eredményt adhatnak, még akkor is, ha helyes az általuk jósolt energiák, geometrikai szerkezet és elektronsűrűség pontosak. Célunk néhány klasszikus kvantum Monte Carlo eredmény rekonstrukciója után egyszerű molekulák - víz, széndioxid, metán, etán, benzol - elektronszerkezetének Monte Carlo szimulációja, összevetése más kvantumkémiai módszerek jóslataival.

Quantum Monte Carlo methods are means to treat the quantum mechanical many-body problem that take electron correlation exactly into account; hence, if sufficient computational resources are available, they promise more accurate results than conventional mean-field-type theories. This is particularly important for quantum chemistry, where the binding energies are comparable to the correlation energy, therefore methods that neglect electron correlation yield misleading results, even if they predict energies, geometry, and electron density fairly accurately. Our goals are to first reconstruct some classical quantum Monte Carlo results, then to simulate the electronic structure of some simple molecules---e.g., water, carbon monoxide, methane, ethane, benzene---by quantum Monte Carlo, and compare with the prediction of other methods of quantum chemistry.