Os cientistas da Caltech encontraram uma maneira rápida e eficiente de adicionar um grande número de diagrama de fenman, os físicos de desenho comum usam partículas para apresentar a interação. O novo método já permitiu que os pesquisadores resolvessem problemas de longo prazo no mundo da ciência e da física conhecida como problema polarone, dando uma maneira de prever como cientistas e engenheiros fluirão para materiais específicos.
Na década de 1940, o físico Richard Fenman primeiro sugeriu uma maneira de representar várias interações usando desenhos 2D entre elétrons, fótons e outras partículas básicas que se cruzam diretamente e Avy. Embora pareçam simples, esses diagramas de fenman permitem que os cientistas calculem a possibilidade de uma colisão específica ou partícula dispersa.
Como as partículas podem interagir de maneiras diferentes, são necessárias muitas imagens diferentes para ilustrar cada interação possível. E cada imagem apresenta uma expressão matemática. Portanto, os cientistas podem atingir os valores quantitativos relacionados a interações específicas e possibilidades dispersas, reduzindo todas as imagens possíveis.
“O professor de física, física e ciência de materiais da Caltech, Marco Bernardi, diz:” Com precisão quantitativa é uma graral sagrada da física teórica de todo o diagrama de fenman. “” Antestivemos o problema da Polaron principalmente com ordem infinita, adicionando todas as imagens para a chamada interação com telefone eletrônico “.
Publicado em um artigo FisiologiaA equipe da Caltech usa seu novo método para calcular com precisão as interações com telefones eletrônicos e prever os efeitos efetivos de efeitos quantitativamente relacionados. O principal autor do artigo é o estudante de graduação Yao Luo, membro do grupo Bernardi.
Para alguns materiais, como metais comuns, os elétrons que funcionam dentro da estrutura do cristal simplesmente interagem fracamente com sua vibração nuclear. Para esses materiais nacionais, os cientistas podem usar um método chamado teoria do Partubart para descrever as interações que ocorrem no elétron e no telefone, que podem ser consideradas a “unidade de vibração nuclear”. A teoria do Partbart nesses sistemas é uma boa estimativa, porque cada sequência ou interação contínua se torna reduzida de maneira reduzida. Isso significa calcular apenas um ou alguns diagramas de fenman – um cálculo que pode ser feito regularmente – o suficiente para atingir a interação correta de elétron -phone nesses materiais.
Polarons estão sendo introduzidos
Para muitos outros materiais, no entanto, os elétrons estão interagindo fortemente com redes nucleares, tornando-o conhecido como o polaron dos telefones elétrons limitados. Os polarons são os elétrons com a distorção que induzem a distorção. Eles formam materiais usados em isoladores, semicondutores, eletrônicos ou dispositivos de energia, além de muitos materiais quânticos, incluindo muitos materiais quânticos. Por exemplo, um elétron colocado em um elemento com ligações iônicas distorce o ambiente e formará um estado de polaron local, reduzindo assim a mobilidade devido à forte interação dos telefones eletrônicos. Os cientistas podem estudar esses estados de polarron, medindo como os condutores são ou como distorcem as redes nucleares ao seu redor.
A teoria de Partbart não funciona para esses materiais porque cada sequência contínua é mais importante que o fim. “Este é basicamente um pesadelo em termos de escala”, disse Bernardi. “Se você puder calcular a ordem mais baixa, provavelmente não poderá fazer a segunda sequência, e a terceira ordem será impossível de fazer com que o custo do cálculo geralmente proibisse com a ordem de interação. Existem muitos diagramas para calcular e os diagramas de ordem superior são muito abrangentes”.
Fenman
Os cientistas exploraram uma maneira de adicionar todo o diagrama de Fenman que descreve os elétrons desses elementos nacionais de várias maneiras, de várias maneiras, de várias maneiras. Até agora, esses cálculos nacionais têm sido prioritários por métodos em que os cientistas podem sintonizar para corresponder aos parâmetros específicos para corresponder a um exame. “Mas quando você faz isso, não sabe se realmente entende o processo”, disse Bernardy. Em vez disso, seu grupo se concentra na solução de problemas dos “primeiros princípios”, o que significa que nada começa com a equação de mecânica quântica diferente da posição do átomo em um elemento.
Ao pensar na oportunidade para esse problema, Luo diz que você pode imaginar como o mercado de ações pode se comportar amanhã. Para tentar obter a previsão específica da dinâmica do mercado, cada empresário precisa considerar todas as interações em algum tempo. Luo quer entender todos os elétrons de um elemento e o telefone onde os telefones estão interagindo fortemente com os átomos dos elementos. No entanto, o número de interações em potencial é proibido, como as previsões do mercado de ações. “É impossível contar diretamente”, disse ele. “Só podemos fazer isso é usar uma maneira inteligente de fornecer amostra de todos esses processos dispersos”.
Melhorar
Os pesquisadores da Caltech estão resolvendo esse problema aplicando uma técnica chamada Diagramática Monty Carlo (DMC), onde um algoritmo assina aleatoriamente os pontos no espaço do diagrama Fenman para um sistema, mas com alguns guia dos lugares mais importantes para a amostra. Bernardy explicou: “Criamos algumas regras para se mover efetivamente no lugar do diagrama de Fenman com maior agitação”.
A equipe da Caltech superou muita computação que geralmente é necessária para usar o DMC de que eles podem estudar materiais práticos com os primeiros métodos políticos de que eles representam as métricas que representam telefones eletrônicos que representam a interação dos telefones eletrônicos. Outro grande avanço são os telefones elétrons que usam o chamado “problema de sinal” no DMC usando uma técnica inteligente de que os diagramas são publicados como objetos matemáticos tensores e matriz multidimensional.
Bernardy diz: “Amostragem inteligente de diagrama, remoção de problemas de sinal e matriz de elétrons-quebra-cabeça de matriz que permite esse exemplo do problema da Polaron”, diz Bernardi.
No novo artigo, os pesquisadores aplicaram cálculos de DMC em vários sistemas que contêm polarons, incluindo fluoreto de lítio, dióxido de titânio e titanato de sontium. Os cientistas dizem que seu trabalho está aberto aos testes que as pessoas estão conduzindo com materiais convencionais e quânticos, incluindo outras características de transporte, espectro, supercomposição e telefones eletrônicos fortes que têm acoplamento.
Bernardy diz: “Descrevemos com sucesso os polarons nos materiais usando DMC, mas o método que desenvolvemos pode ajudar a estudar a interação em luz e substâncias, ou mesmo diagramas de fenman podem ser conectados com eficiência a teorias físicas completamente diferentes”, diz Bernardi.
O artigo é intitulado “A primeira política para interações eletrônicas e Polaron é o diagramático de Monty Carlo”. Além de Bernardi e Luo, Jesu Park (MS ’20, PhD ’22), agora visitante da Física Aplicada e Ciência de Material da Caltech e escritor da Universidade de Chicago também é escritor da Universidade de Chicago. Este trabalho foi apoiado pelas descobertas científicas do Departamento de Energia dos EUA, da Fundação Nacional de Ciências e do Centro Nacional de Computação Científica de Pesquisa Energética, através do Departamento de Ciência de um Departamento de Ciência dos EUA nos Estados Unidos. Luo foi parcialmente financiado por uma bolsa de pós -graduação da Adolman. O transporte de óxidos e cálculos da Polaron foi apoiado pelo Escritório da Força Aérea de Pesquisa Científica e pela Clarkson Aerospace Corporation.
