پژوهش های انجام شده در مورد بررسی خواص ترمودینامیکی نانولایه هلیم- III- فایل ۴ |
حال انرژی دستگاه را نسبت به ها کمینه میکنیم،
(۳-۸)
بدین ترتیب خواهیم داشت،
(۳-۹)
در اینجا میتوان معادله (۳-۹) را تا زمانیکه خودسازگاری برقرار شود، تکرار کرد و سپس مقدار دقیق انرژی را تعیین نمود.
۳-۳- روش مونت کارلو- تابع گرین[۴۰]
روش مونت کارلو- تابع گرین (GFMC) که توسط کالوس و دیگران [۵۰و۵۱] بنا شد، مقدار دقیق انرژی حالت پایه یک دستگاه بس ذرهای را مشخص می کند. این روش در ابتدا برای دستگاههای بوزونی بکار رفت و سپس دستگاههای فرمیونی با وابستگی اسپینی قوی (مثل هستهها) مورد استفاده قرار گرفت. به طور کلی روش GFMC شامل یک رشته گامهای اختیاری میباشد که برای حل معادله شرودینگر حالت پایه ساخته شده است. در زیر به بررسی روش تابع گرین میپردازیم.
معادله شرودینگر برای انرژی حالت پایه،، یک دستگاه بسذرهای به صورت زیر است،
(۳-۱۰)
اگر معرف n امین ویژه حالت با انرژی و R معرف N مختصه دستگاه باشد، تابع گرین به صورت زیر میباشد،
(۳-۱۱)
با این تابع گرین میتوان نوشت،
(۳-۱۲)
حال یک توالی از توابع را به صورت زیر تعریف میکنیم،
(۳-۱۳)
در نتیجه حالت پایه معادله (۳-۱۰)، شکل مجانبی برای n های بزرگ و انرژی حالت پایه، ، مقدار E خواهد بود که بهنجارش را به طور مجانبی پایدار میسازد. تابع مشخص نیست و حل مستقیم معادله (۳-۱۲) امکان پذیر نیست. حال از تابع موج آزمایشی استفاده کرده و را به صورت زیر تعریف میکنیم،
(۳-۱۴)
بنابراین معادله (۳-۱۲) به صورت زیر در می آید،
(۳-۱۵)
که در آن،
(۳-۱۶)
هنوز معلوم نیست، ولی میتوان آنرا با بهره گرفتن از روش مونت-کارلو بهدست آورد و مقادیر دقیق انرژی را با تکرار زیاد معادله (۳-۱۵)، تعیین نمود.
۳-۴- بسط بروکنر- بتِ- گلدستون[۴۱]
روش بروکنر- بتِ- گلدستون (BBG) که یک روش اختلالی است، توسط بروکنر معرفی گردید [۵۲]. این یک بسط چگالی پایین است ولی در تمام موارد همگرا نمی شود. این بسط بر پایه بسط خوشهای گلدستون [۵۳] برای انرژی حالت پایه، استوار است. در این روش تابع موج حالت پایه یک دستگاه بسذرهای که در معادله شرودینگر زیر صدق می کند،
(۳-۱۷)
به صورت زیر نمایش داده می شود،
(۳-۱۸)
که در آن دترمینان اسلاتر توابع موج ذرات بدون برهمکنش است و عملگر دقیقا n ذره را به بیرون دریای فرمی برانگیخته می کند. هامیلتونی H برای یک دستگاه N ذرهای برهمکنشی، بصورت زیر است،
(۳-۱۹)
که در آن پتانسیل برهمکنش دو ذرهای میباشد. بنابراین عبارت زیر را برای انرژی دستگاه خواهیم داشت،
(۳-۲۰)
که در آن فقط تا مرتبهی دوم، ، مقدار چشمداشتی انرژی آورده شده است و از مراتب بالاتر صرفنظر گردیده است. در این بسط هامیلتونی به دو قسمت شکسته می شود،
(۳-۲۱)
که در آن
(۳-۲۲) و
(۳-۲۳)
که در آن پتانسیل تک ذرهای U طوری انتخاب می شود که بسط اختلالی برای به طور سریع همگرا شود [۵۴-۵۶].
همگرایی بسط BBG روی کوچکی پارامتر بنا شده است که به صورت معادله انتگرالی زیر تعریف می شود [۵۵].
(۳-۲۵)
که در آن و به ترتیب توابع موج دوذرهای غیرهمبسته و همبسته میباشند که معادله بتِ- گلدستون [۵۷] را برآورده می کنند. در ضمن مقدار به انتخاب پتانسیل تکذرهای بستگی دارد.
۳-۵- نظریه جاسترو
زمانی که نظریه BBG مطرح بود، جاسترو یک روش وردشی را برای وارد کردن هسته سخت به پتانسیل برهمکنش ذرات ارئه نمود [۵۸]. در این روش جاسترو تابع موج آزمایشی را معرفی کرد که در آن تابع موج ذرات بدون برهمکنش و تابع همبستگی ذرات میباشد،
(۳-۲۶)
توابع همبستگی از کمینه کردن انرژی حالت پایه دستگاه زیر بهدست میآیند،
(۳-۲۷)
در این روش توابع همبستگی مستقل از حالت دستگاه بوده و فقط تابعی از فاصله نسبی دو ذره میباشند. در ضمن این توابع طوری تعریف میشوند که برای ( شعاع هسته سخت میباشد) صفر شده و برای مقدار آن یک می شود. در رابطه (۳-۲۷)، حد بالای انرژی حالت پایه بوده و آنرا میتوان توسط روشهای مونت-کارلو و بسط خوشهای محاسبه نمود.
۳-۶- روش اختلالی پایه های همبسته
همانطور که در قسمت قبل دیدیم در روش جاسترو، توابع همبستگی مستقل از حالت دستگاه میباشند. اما در مسائلی که برهمکنش بین ذرات وابسته به حالت دستگاه است و با یک پتانسیل غیر مرکزی سروکار داریم، تابع موج آزمایشی را معرفی کرده، و به دو روش محاسبات مربوط به دستگاه را انجام میدهیم،
تعمیم تابع به صورت توابع همبسته
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-02] [ 03:23:00 ق.ظ ]
|