Ab initio

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Ab initio (  latinból  -  "a kezdetektől") - bármely jelenség igazolása a természet természetes törvényei alapján további empirikus feltételezések vagy speciális modellek bevonása nélkül.

Ab initio az irodalomban - olvasni, mesélni a kezdetektől fogva; szemben az in medias res-sel (ami azt jelenti, hogy "középen", egy bizonyos köztes ponttól kezdeni elmesélni a történetet).

A fizikában az ab initio egy probléma megoldása az első alapelvekből, anélkül, hogy további empirikus feltevésekhez folyamodna . Általában a kvantummechanika egyenletek közvetlen megoldására utalnak . A név ellenére gyakran előfordul néhány feltételezés és egyszerűsítés. Az ilyen egyszerűsítések lehetővé teszik a nagyszámú atomot tartalmazó rendszerek vagy a nagyszámú elektront tartalmazó atomok kiszámítását. Ilyen egyszerűsítésre példa a PAW potenciálok használata.

Az ab initio kifejezés a kvantumfizikából származik, és először Robert Parr és David Craig használta a benzolmolekula gerjesztett állapotainak tanulmányozásakor .

Ab initio módszerek a szilárdtestfizikában

A kifejezés tulajdonképpen a modern elméleti szilárdtestfizika egyik területét nevezi meg . Fizikai közelítések, számítási és optimalizálási eljárások halmaza, amelyeket az elektronikus és fononspektrumok kiszámításához használnak egy anyag termodinamikai és kinetikai jellemzőinek, például a hőtágulási együtthatónak , az elektromos vezetőképességnek és egyebeknek a megtalálása érdekében . Például az atomonkénti szublimációs energia kiszámításához egy kristályos állapotú atom és egy nagy cellában elhelyezett izolált atom (amely hasonló a szabad atomhoz) energiái közötti különbséget használják. Az ebben az irányban elért jelentősebb eredmények közül az elsőnek az önkonzisztens mező fogalma és a Hartree - egyenlet és ezek közvetlen finomításai, a Hartree- Fock egyenletek tekinthetők . Ezek az egyenletek, különféle változatokkal, képezik a kvantumkémia számítási módszereinek alapját .

Az utóbbi időben a szilárdtestfizikában egyre szélesebb körben elterjedtek a sűrűségfunkcionális módszeren alapuló ab initio számítási módszerek .

Az első elvű számítások előnye az atomi kölcsönhatás pontos leírása, a kvantumhatások figyelembevételével. Hátránya, hogy nem lehet ésszerű időn belül kiszámítani a kellően nagy számú részecskét, például atomokat (majdnem ritkán több mint 100-at) tartalmazó mikroszkopikus rendszereket.

Ha a fizikában alkalmazott modern modellezési módszereket a modellezendő rendszerek méretének és a szimulációs idő növelésének sorrendjében rendezzük, akkor a kép a következő lesz:

  1. Ab initio módszerek, amelyek nem használnak közelítéseket
  2. Ab initio módszerek közelítéssel
  3. Molekuláris dinamikai módszerek szemi-empirikus potenciálokat használva
  4. Monte Carlo módszer
  5. Végeselem módszerek

Hasonlóképpen, az 1-5. bekezdésekben az egyszerűsítések és közelítések száma nő, ami befolyásolhatja az eredmény helyességét.

Az első elvű modellezésben használt programok

A titán jellemzőinek kiszámításakor az ABINIT és a VASP hasonló értékeket ad.

Lásd még

Irodalom