Opis projektu
Zmniejszanie obciążenia obliczeniowego związanego z przewidywania właściwości ciężkich materiałów
Komputery zrewolucjonizowały sposób, w jaki realizujemy obliczenia matematyczne, oferując niezrównaną szybkość, bezbłędność i możliwość przeprowadzania nawet najbardziej skomplikowanych działań. Jednym z najważniejszych aspektów związanych z optymalizacją kodu jest konieczność ustalenia pewnego kompromisu pomiędzy obciążeniem obliczeniowym i dokładnością algorytmu. Chemia obliczeniowa nie jest w tym wypadku wyjątkiem. Naukowcy skupieni wokół finansowanego przez Unię Europejską projektu ReReDMFT pracują nad algorytmami wykorzystywanymi w dziedzinie chemii obliczeniowej, koncentrując się na najważniejszych zagadnieniach z zakresu relatywistycznej chemii kwantowej, związanych z właściwościami i strukturą pierwiastków ciężkich i nowych materiałów, które mogą powstać dzięki nim. W ramach prac naukowcy muszą równoważyć wymagania dotyczące szczegółowości i dokładności przybliżeń z potrzebą minimalizacji obciążenia obliczeniowego w celu opracowania przystępnych metodologii pozwalających na dokładne przewidywanie właściwości innowacyjnych i nowych materiałów.
Cel
Computational chemistry (CC) methods supply approximate solutions to the Schrödinger equation (SE) and make it possible to compute a wide range of chemical properties. A problem is, however, that the work horse method in CC, Kohn-Sham Density Functional Theory, cannot always describe the process of chemical bonds breaking or formation accurately (the errors produced in H2 dissociation are a simple example). Wave function-based methods are more reliable but their computational cost is prohibitive for large systems. Recent advances in reduced density matrix functional theory (RDMFT) have demonstrated the potential of this methodology to treat such non-dynamic electron correlation effects (near degeneracies occurring in bond dissociation) at reasonable computational cost.
In this project I aim to explore RDMFT in an area in which a proper treatment of non-dynamic electron correlation effects is essential: the chemistry of heavy elements. For compounds of such elements, near-degeneracies of electronic energies is the rule rather than the exception, and RDFMT emerges as an excellent alternative in relativistic CC to wave function based and DFT methods . An important complication is the importance of relativistic effects requiring the use of the Dirac equation (DE) instead of the SE. In this project, I will work on transferring RDMFT to this domain by taking the following steps: a) set up the required theoretical background, b) analyze the performance of the currently available RDMFT approximations (for two-component Hamiltonians), c) develop a RDMFT approximation for the DE (four-component Hamiltonian), and d) make this methodology available to the scientific community by implementing it in the DIRAC code. I expect that RDMFT will predict energies accurately for the DE, and it can become a powerful method to predict properties of novel materials formed by heavy elements.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1081 HV Amsterdam
Niderlandy