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Highly Accurate Molecular Properties using variational Quantum Electrodynamics

Projektbeschreibung

Schwere Atome: dem quantenchemischen Problem auf den Grund gehen

Die Beschreibungen von Kern- und Molekularstrukturen, Kräften und Verhaltensweisen beruhen auf der Quantenchemie. Für leichte Atome mit wenigen Elektronen sind diese Beschreibungen sehr genau. Schwere Atome bergen viele Elektronen, was zu größeren und komplizierteren elektronischen Strukturen und relativ hohen Elektronengeschwindigkeiten führt und die Beschreibung erschwert. Durch die Anwendung der Quantenelektrodynamik (QED) wurde die Genauigkeit etwas erhöht, sie war aber bisher auf Valenzelektronen beschränkt. Derzeit gibt es keine zuverlässigen Instrumente zur Untersuchung der Kernregion, in der die QED-Effekte entstehen. Das EU-finanzierte Projekt HAMP-vQED entwickelt einen Rechenrahmen für hochpräzise Berechnungen, um diese Einschränkung mit Auswirkungen auf das Standardmodell und andere Quantenfeldtheorien zu beheben.

Ziel

Quantum chemical calculations are today in a position where they not only assist, but may also challenge experiment, at least for molecules containing light atoms only. When heavy atoms are present, achieving the same accuracy becomes more challenging, not only because of relativistic effects, but also because the larger number of electrons and the often complicated electronic structures make the electron correlation problem harder. When surveying the physics that has to be included in order to establish a reliable computational protocol for heavy-element chemistry, the role of quantum electrodynamics (QED) should at least be considered. Studies so far indicate that QED-effects reduce relativistic effects by about 1%. However, such investigations have been mostly limited to valence properties, since there are currently no reliable tools for general molecules to study the core region where the QED-effects are generated. The HAMP-vQED project aims to fill this gap by providing a computational machinery allowing highly accurate calculations of molecular properties, with particular focus on properties that probe electron density in the core region, such as NMR parameters. I insist on a variational approach to QED using the local, finite basis sets of quantum chemistry. In short, I want to do QED without diagrams. This allows me to verify the domain of validity of currently used effective QED-potentials and provide a more consistent formulation of relativistic quantum mechanics. QED has been called the last train from physics to chemistry. The HAMP-vQED project provides a train back to physics in the form of highly accurate calculations which, combined with experiment, will allow the exploration of nuclear structure, the standard model of the universe and beyond. An even more tantalizing perspective is that such a variational scheme to QED may inspire progress in other quantum field theories, such as quantum chromodynamics, where perturbation theory is more problematic.

Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-ADG - Advanced Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-ADG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 929 658,00
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 929 658,00

Begünstigte (1)

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