La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Presentazione dellattività scientifica di Dario Bressanini Universita degli.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Presentazione dellattività scientifica di Dario Bressanini Universita degli."— Transcript della presentazione:

1 Presentazione dellattività scientifica di Dario Bressanini Universita degli Studi dellInsubria

2 2 Attività Scientifica Metodi Monte Carlo per la simulazione dellequazione di Schrödinger Metodi Monte Carlo per la simulazione dellequazione di Schrödinger VMC: campionamento di una funzione variazionale correlata VMC: campionamento di una funzione variazionale correlata QMC: campionamento della funzione donda esatta QMC: campionamento della funzione donda esatta Dalla teoria allapplicazione... Dalla teoria allapplicazione... Advances in Chemical Physics 105, 37 (1999)

3 3 Metodi Monte Carlo Come si risolve un problema deterministico usando un metodo Monte Carlo? Come si risolve un problema deterministico usando un metodo Monte Carlo? Si riformula il problema usando una distribuzione di probabilità Si riformula il problema usando una distribuzione di probabilità Si misura A campionando la distribuzione di probabilità Si misura A campionando la distribuzione di probabilità

4 4 VMC: Monte Carlo Variazionale Principio Variazionale Applicazione dellalgoritmo di Metropolis

5 5 Lequazione di Schrödinger dipendente dal tempo è simile allequazione della diffusione Lequazione di Schrödinger dipendente dal tempo è simile allequazione della diffusione Evoluzione temporale DiffusioneCinetica Lequazione della diffusione si può risolvere simulando direttamente il sistema Lequazione della diffusione si può risolvere simulando direttamente il sistema Monte Carlo Quantistico Enrico Fermi 1949

6 Sviluppo Teorico e Algoritmico

7 7 Sviluppo teorico di algoritmi e metodi di simulazione Sviluppo teorico di algoritmi e metodi di simulazione Estensione della loro applicabilita Estensione della loro applicabilita Migliore efficienza Migliore efficienza Sviluppo di funzioni correlate: splines ed esponenziali Sviluppo di funzioni correlate: splines ed esponenziali Calcoli oltre lapprossimazione di BO Calcoli oltre lapprossimazione di BO »H 2 +, H 2, M + M - m + m -, stabile solo se M/m < 2.1 »Esclusa lesistenza di una specie ipotizzata in letteratura: il sistema Idrogeno-AntiIdrogeno (p + e - p - e + ). J. Chem. Phys. 111, 6180 (1999) J. Chem. Phys. 111, 6230 (1999) J. Chem. Phys. 111, 6755 (1999) Phys. Rev. E 61, 2050 (2000) Phys. Rev. A 55, 200 (1997) J. Chem. Phys. 119, 7037 (2003)

8 8 Sviluppo teorico e algoritmico Metodologia per il calcolo delle affinità elettroniche Metodologia per il calcolo delle affinità elettroniche Proposta di un algoritmo numerico robusto per lottimizzazione di funzioni donda in VMC Proposta di un algoritmo numerico robusto per lottimizzazione di funzioni donda in VMC Proposto un propagatore più accurato Proposto un propagatore più accurato Costruzione di funzioni donda con le corrette proprietà asintotiche Costruzione di funzioni donda con le corrette proprietà asintotiche Struttura nodale delle funzioni donda Struttura nodale delle funzioni donda J. Chem. Phys. 116, 5345 (2002) J. Chem. Phys. 119, 5601 (2003) J. Chem. Phys. 119, 7037 (2003)

9 Interazione Materia-Antimateria

10 10 Interazioni con positroni Sviluppo recente di spettroscopia positronica dei materiali Sviluppo recente di spettroscopia positronica dei materiali I dati sperimentali sulla stabilità e sui tempi di annichilazione mancano di un supporto teorico affidabile I dati sperimentali sulla stabilità e sui tempi di annichilazione mancano di un supporto teorico affidabile I metodi classici della chimica quantistica, si sono rivelati completamente inadeguati I metodi classici della chimica quantistica, si sono rivelati completamente inadeguati E necessario descrivere accuratamente l'interazione elettrone-positrone E necessario descrivere accuratamente l'interazione elettrone-positrone Phys. Rev. A 57, 1678 (1998) J. Chem. Phys. 108, 4756 (1998) J. Chem. Phys. 109, 1716 (1998) J. Chem. Phys. 109, 5931 (1998) J. Chem. Phys. 111, 108 (1999) J. Chem. Phys. 112, 1063 (2000)

11 11 Interazione con positroni QMC descrive correttamente la correlazione istantanea QMC descrive correttamente la correlazione istantanea Studio della stabilita' e dei tempi di annichilazione Studio della stabilita' e dei tempi di annichilazione Sviluppo di una chimica del positrone e positronio Sviluppo di una chimica del positrone e positronio Ps (e + e - ) è il fratello leggero dellIdrogeno Ps (e + e - ) è il fratello leggero dellIdrogeno Stabilita' del sistema PsH nello stato S Stabilita' del sistema PsH nello stato S esistenza di due stati eccitati di simmetria P e D, calcolati i tempi di annichilazione esistenza di due stati eccitati di simmetria P e D, calcolati i tempi di annichilazione Studio della molecola "esotica" Ps 2 (e + e - e + e - ) Studio della molecola "esotica" Ps 2 (e + e - e + e - )

12 12 Interazione con positroni Sviluppo di una funzione accurata e compatta per PsH Sviluppo di una funzione accurata e compatta per PsH Le condizioni asintotiche (cuspidi, decadimento e frammenti) sono inserite nella Le condizioni asintotiche (cuspidi, decadimento e frammenti) sono inserite nella Accuratezza superiore ad una espansione CI con migliaia di termini Accuratezza superiore ad una espansione CI con migliaia di termini PsH è in realtà uno ione idruro con un positrone orbitante PsH è in realtà uno ione idruro con un positrone orbitante J. Chem. Phys. 119, 7037 (2003)

13 13 Chimica del positrone Complessi del positronio Complessi del positronio PsLi, PsC, PsO e PsF sono stabili. PsB non e legato PsLi, PsC, PsO e PsF sono stabili. PsB non e legato PsOH, PsCH sono stabili. PsNH 2 probabilmente no PsOH, PsCH sono stabili. PsNH 2 probabilmente no Complessi del positrone con molecole polari Complessi del positrone con molecole polari I complessi con LiH, BeO e LiF sono stabili, mentre i complessi [H2O,e+] e [HF,e+] non sono legati I complessi con LiH, BeO e LiF sono stabili, mentre i complessi [H2O,e+] e [HF,e+] non sono legati Tempi di annichilazione Tempi di annichilazione PsH, [Li,e+], LiPs e [LiH,e+] PsH, [Li,e+], LiPs e [LiH,e+] Curve di potenziale Curve di potenziale H con PsH, LiH con e+ H con PsH, LiH con e+

14 Cluster di Elio

15 15 Clusters di elio 1. Piccola massa degli atomi di elio 2. Debole interazione He-He 0.02 Kcal/mol 0.9 * cm * hartree eV Sistemi non-classici. Niente struttura di equilibrio. Metodi ab-initio e analisi modi normali non utilizzabili Superfluidità Spettroscopia ad alta risoluzione Chimica delle basse temperature

16 16 Cluster di elio: Struttura ed energetica Sviluppo di algoritmi Sviluppo di algoritmi Cluster di elio puri o contenenti impurezze Cluster di elio puri o contenenti impurezze H - perturba il cluster e si porta sulla superficie H - perturba il cluster e si porta sulla superficie Trimero dell'elio He 3 Trimero dell'elio He 3 Proposta di forme funzionali per la funzione donda Proposta di forme funzionali per la funzione donda Migliore funzione variazionale in letteratura Migliore funzione variazionale in letteratura Analisi della struttura: triangolare o lineare? Analisi della struttura: triangolare o lineare? J. Chem. Phys. 111, 6230 (1999) J. Chem. Phys. 112, 69 (2000) J. Chem. Phys. 112, 717 (2000)

17 17 Trimero Ne Ne 3 Distribuzione angolare

18 18 He 3 Distribuzione angolare Trimero He

19 19 4 He n : Stabilità e Struttura Liquido: stabile 4 He 2 legato 4 He n Tutti i clusters sono legati

20 20 3 He m : Stabilità e Struttura Qualè il più piccolo cluster 3 He m stabile? Qualè il più piccolo cluster 3 He m stabile? Liquido: stabile 3 He 2 dimero: non legato 3 He m m = ? 20 < m < 35 Valore critico?

21 21 3 He n 4 He m Struttura e Stabilità J. Chem. Phys. 112, 717 (2000) Few Body Systems 31, 199 (2002) Phys.Rev.Lett. 90, (2003) Altri in preparazione.... Importanza sperimentale Importanza sperimentale Stabilità Stabilità Vari stati. Ground state? Vari stati. Ground state? Funzioni donda? Funzioni donda? Modelli orbitalici? Modelli orbitalici?

22 22 3 He n 4 He m Stabilità 3 He 2 4 He n cluster legati 3 He 2 4 He Trimero non legato 3 He 2 4 He 2 Tetramero legato 3 He 4 He dimero non legato 3 He 4 He 2 Trimero legato 3 He 4 He n legati Interazione legante Interazione non-legante

23 23 Evidenza di 3 He 2 4 He 2 Toennies et al.

24 24 Cluster misti 3 He 3 4 He 8 L=0 stabile 3 He 3 4 He 4 L=1 stabile

25 25 3 He m 4 He n diagramma di stabilità 4 He n 4 He n 3 He m 3 He m Bound L=0 Unbound Unknown L=1 S=1/2 L=1 S=1 Guardiola Navarro 3 He 3 4 He 4 L=1 S=1/2 3 He 2 4 He 4 L=1 S=1 3 He 2 4 He 2 L=0 S=0 3 He 3 4 He 8 L=0 S=1/2

26 Struttura Nodale

27 27 Struttura Nodale di funzioni donda Importante in Monte Carlo Quantistico e altri ambiti Importante in Monte Carlo Quantistico e altri ambiti Permetterebbe una soluzione esatta Permetterebbe una soluzione esatta Proprietà largamente ignote Proprietà largamente ignote J.Chem.Phys. 97, 9200 (1992) Recent Advances in Quantum Monte Carlo Methods II (World Scientific, Singapore, 2001) Presentazione allAmerican Chemical Society meeting 2003

28 28 La struttura nodale pare essere più simmetrica della funzione donda La struttura nodale pare essere più simmetrica della funzione donda Struttura Nodale r1r1 r2r2 Nodo dellelio 1s2s 2 1 S

29 29 Topologia dei nodi: Berillio r3-r4 r1-r2 r1+r2 HF: 4 regioni nodali r1-r2 r1+r2 r3-r4 CI: 2 regioni nodali Bressanini, Ceperley and Reynolds La esatta ha 2 regioni nodali

30 30 Struttura Nodale Lutilizzo delle informazioni sulla struttura nodale permette un miglioramento notevole delle simulazioni QMC Lutilizzo delle informazioni sulla struttura nodale permette un miglioramento notevole delle simulazioni QMC Be: recuperato il 100% dellenergia di correlazione Be: recuperato il 100% dellenergia di correlazione Li 2 : recuperato il 99.8% dellenergia di correlazione Li 2 : recuperato il 99.8% dellenergia di correlazione

31 The End


Scaricare ppt "Presentazione dellattività scientifica di Dario Bressanini Universita degli."

Presentazioni simili


Annunci Google