Новый численный метод исследования взаимодействий между элементарными частицами не нуждается в приближениях

Интернациональная несколько исследователей создала теоретический способ изучения элементарных частиц – экситонов (электрон плюс дырка) методом численного моделирования сотрудничества между ними. Новый способ обрисовывает кроме этого и влияние внутренней структуры материала и не применяет никаких приближений. Работа размещена в издании Physical Review Letters (Evgeni Burovski, Holger Fehske, and Andrei S. Mishchenko. Exact Treatment of Exciton-Polaron Formation by Diagrammatic Monte Carlo Simulations, – Phys. Rev.

Lett. 101, 116403, 2008).

В экситоне дырка и электрон связаны между собой электрическими силами Кулона, подобно тому, как в молекуле водорода связаны между собой позитрон и электрон. Наличие хост- матрицы и ее термическое и магнитное возбуждение может значительно влиять на экситоны.

Рисунок схематично демонстрирует несколько электрон – дырка (экситон) в хост-матрице. Силы Кулона действуют в пределах территории, окрашенной в зеленый цвет.

Несколько теоретиков, в которой ведущую роль игрался Андрей Мищенко из RIKEN Advanced Science Institute, поставила перед собой задачу создать взаимодействия экситонов изучения и точный способ поведения с фононами. В частности, ученые сфокусировались на предположении, что фононы не действуют мгновенно. Прошлый способ рассмотрения аналогичных сотрудничеств заключался как раз в мгновенных аппроксимациях, где сотрудничество между частицами заблаговременно включалось в модель особым образом.

Для решения проблемы Андрей Мищенко с сотрудниками применяли метод вычислений, известный как диагамматический квантовый способ Монте Карло. (Способы Монте-Карло – неспециализированное наименование группы численных способов, основанных на получении солидного числа реализаций стохастического (случайного) процесса, что формируется так, дабы его вероятностные характеристики совпадали с подобными размерами решаемой задачи). Способ основан на применении диаграмм, каковые в квантовую теорию поля ввел нобелевский лауреат Ричард Фейнман.

Способ достаточно известен, но имеет значительные ограничения по размеру области, в которой может использоваться, другими словами ограничен микро совокупностями. Несколько Мищенко сформулировала второй метод – для момента пространства, что и разрешило им преодолеть существовавшие ограничения по пространству и применять способ для вычислений в макроскопических совокупностях.

Как и любой теоретический способ, этот подход обязан выдержать сравнение с известными сценариями, чтобы подтвердить собственную работоспособность. Несколько применяла собственную разработку для расчетов экситонов с разными весами дырок и электронов и продемонстрировала хорошую сходимость вычислений с известными теориями в тех пределах, в которых возможно было пренебречь эффектами задержки, что в стандартных условиях ученым представляется некорректным.

Евгений Биргер

Случайные записи:

• Роснано представит на пэф перспективные нанотехнологические проекты
• Искусственный интеллект суперкомпьютера watson научился находить пути решения и обсуждать некоторые проблемы окружающего мира

Элементарные частицы — Дмитрий Казаков

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Предложен новый метод регулировки размеров нанотрубок диоксида титана посредством изменения температуры

  Нанотрубки из диоксида титана (TiO2) сейчас обширно употребляется в устройствах очистки воздуха, при производстве самоочищающихся датчиков и…

• Новый метод селекции углеродных нанотрубок

  Возможности узких пленок из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с полупроводниковыми особенностями очень привлекательны для многих приложений в…

• Ученые нашли новый метод управления светом лазера при помощи странностей некоторых законов физики

  Несколько исследователей из Венского Технологического и Принстонского университета , найдя кое-какие странности в математических уравнениях,…

• Новый метод производства термоэлектрических генераторов

  Большинство энергии, которую мы производим, исчезает в воздухе, оставаясь неиспользованной. Узкие термоэлектрические генераторы смогут оказать помощь…