Density functional theory with relativistic effects

具有相对论效应的密度泛函理论

基本信息

批准号：
19J20543
负责人：
内藤智也
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究において, 球対称性を仮定した原子の計算に関する正当性を確認した. 当該論文は, 改訂を経て本年度出版された. この結果に基づき, 本来の研究目的である「元素周期表の予言」を達成するため, 原子の計算コードを開発した. 既存の原子の計算コードでは, 原子核が作るポテンシャルは, 原子核が点電荷であると仮定して構築されているが, 本研究での目的である超重元素の電子状態では, 原子核が有限の電荷密度分布を保つ効果や, クーロン場により生じる真空偏極が無視できない. そのため, これらの効果を考慮した原子の電子状態計算コードを開発した. ミュオン原子や原子核のミュオン捕獲に関する研究者との共同研究も開始しているため, 当該コードでは, ミュオン等の計算も可能となるように開発してある. 当該コードの開発は完了し, 現在, 実際に元素周期表の予言に向けた電子状態の計算を行っているところである.また, 関連研究である, 汎関数くりこみ群を用いたエネルギー密度汎関数の構築研究では, 本年はスピン依存性を導入した. 相関エネルギーのスピン依存性は, 今まで詳しくは知られておらず, 主に交換エネルギーのスピン依存性をそのまま適用して計算が行われていた. 本研究により, 相関エネルギーのスピン依存性より詳しく理解できたため, この結果を用いて原子や分子, 固体の密度汎関数計算を行っていく予定である.また, 一昨年度までの研究で検討を重ねていた, 物性物理における密度汎関数理論の知見の原子核物理への応用については, 一昨年度までの段階で, 原子核密度汎関数計算におけるクーロン力の精度向上が完了したため, その結果を用いて, 核力に由来するアイソスピン対称性の破れの原子核構造への寄与についての検討を行い, その結果によって得られた知見により, 核力の荷電非対称項の強度の第一原理的な決定手法も提案した.

在去年的研究中，我们证实了假设球对称的原子计算的有效性，今年基于这个结果，我们能够实现“元素周期表预测”的原始研究目标。为了实现这一点，我们开发了一种原子计算代码。在现有的原子计算代码中，原子核产生的电势是基于原子核是点电荷的假设而构建的。在本研究的目标超重元素的电子态中，原子核维持有限电荷密度分布的影响以及库仑场引起的真空极化的影响是不可忽视的。因此，需要计算电子态自从我们开始与研究人员共同研究μ子原子和原子核的μ子捕获以来，我们开发了一个代码，能够计算μ子等。现在，我们目前正在计算电子态，以预测元素周期表。此外，在相关研究中，我们正在进行使用功能重正化群构造能量密度泛函的研究。相关能量的自旋依赖性尚不清楚。到目前为止，主要是通过直接应用交换能量的自旋依赖性来进行计算，因为我能够更详细地理解依赖性。我们计划利用这些结果来进行原子、分子和固体的密度泛函计算。我们还计划将凝聚态物理中的密度泛函理论知识应用到核物理中，这是我们今年研究中一直在考虑的至于的应用，由于库仑力在核密度泛函计算中的精度较前年有所提高，利用该结果，我们研究了核力引起的同位旋对称性破缺对核结构的贡献，并基于从结果中获得的知识，我们还提出了一种从头计算核力电荷不对称项强度的方法。