Pendekatan Komputasi Baru untuk Memecahkan Persamaan Schrödinger

Pendekatan Komputasi Baru untuk Memecahkan Persamaan Schrödinger

Sekelompok peneliti di Michigan State University yang mengkhususkan diri dalam perhitungan kuantum telah mengajukan pendekatan komputasi baru yang radikal untuk memecahkan persamaan Schrödinger partikel-kompleks, yang memegang kunci untuk menjelaskan gerak elektron dalam atom dan molekul.

Dengan memahami rincian gerak ini, seseorang dapat menentukan jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah reaktan menjadi produk dalam reaksi kimia, atau warna cahaya yang diserap oleh molekul, dan pada akhirnya mempercepat perancangan obat dan bahan baru, katalis yang lebih baik dan sumber energi yang lebih efisien.


Karya yang dipimpin oleh Piotr Piecuch, profesor dibedakan universitas di Departemen Kimia dan profesor di Departemen Fisika dan Astronomi di College of Natural Science, diterbitkan baru-baru ini di Physical Review Letters. Agen bola juga terlibat dalam pekerjaan tersebut adalah mahasiswa pascasarjana tahun keempat J. Emiliano Deustua dan associate postdoctoral senior Jun Shen. Kelompok ini memberikan rincian untuk cara baru memperoleh energi elektronik yang sangat akurat dengan menggabungkan pendekatan klaster Quide Monte Carlo yang deterministik dan deterministik (secara acak).


“Alih-alih menekankan satu filosofi tunggal saat memecahkan persamaan Schrödinger elektronik, yang secara historis merupakan deterministik atau stokastik, kami telah memilih cara ketiga,” kata Piecuch. “Sebagai salah satu peninjau mencatat, esensi dari itu sangat sederhana: gunakan permainan judi bola untuk menentukan apa yang penting dan pendekatan deterministik untuk menentukan yang penting, sambil mengoreksi informasi yang terlewatkan oleh pengambilan stokastik.”

Memecahkan persamaan Schrödinger untuk fungsi gelombang elektron banyak telah menjadi tantangan utama dalam kimia kuantum selama beberapa dekade.


Apa pun selain masalah satu elektron, seperti atom hidrogen, memerlukan metode numerik, beralih ke program komputer yang canggih, seperti yang dikembangkan oleh Piecuch dan kelompoknya. Kesulitan utama adalah kompleksitas gerak elektronik intrinsik, yang oleh ahli kimia kuantum dan fisikawan disebut “korelasi elektron”.

Gagasan baru adalah menggunakan metode stokastik untuk mengidentifikasi komponen fungsi gelombang utama dan perhitungan cluster gabungan deterministik, dikombinasikan dengan koreksi energi yang sesuai, untuk memberikan informasi yang hilang. Penggabungan pendekatan deterministik dan stokastik sebagai metode umum untuk memecahkan persamaan Schrödinger banyak partikel mungkin juga mempengaruhi area lain, seperti fisika nuklir.

“Dalam kasus nukleus, alih-alih memperhatikan elektron, orang akan menggunakan pendekatan baru untuk memecahkan persamaan Schrödinger untuk proton dan neutron,” kata Piecuch. “Masalah matematika dan komputasi serupa. Sama seperti ahli kimia ingin memahami struktur elektronik molekul, ahli fisika nuklir ingin mengungkap struktur inti atom. Sekali lagi, memecahkan persamaan Schrödinger partikel-banyak memegang kuncinya. ”

Baca Juga :

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *