Faddeev random phase approximation applied to molecules

Abstract

PrefaceHet is moeilijk iedereen te bedanken. Er zijn heel veel mensen die, over de vier jaar die mijn doctoraat geduurd heeft, een invloed gehad hebben en die op een of andere manier een bijdrage geleverd hebben aan het succesvol afronden van dit werk. Op de eerste plaats wil ik de mensen van de vakgroep bedanken. Zowel op het INW als op het CMM. De koffiepauzes, sociale activiteiten, voetbalwoensdagen, avondlijke afspraken, kerstfeestjes, barbecues en zoveel meer hebben ertoe bijgedragen dat ik mij thuis gevoeld heb. Veel van de collega's zijn dan ook uitgegroeid tot echte vrienden. Natuurlijk dank ik ook mijn promotor voor de samenwerking en de ondersteuning en het hoofd van de onderzoeksgroep voor de mogelijkheden die een plaats als het CMM biedt. Onderweg heb ik de vriendschap van veel mensen mogen ontvangen. Vrienden uit Ninove, uit Gent, van de voetbal, in de cité en overal waar ik kwam. Mensen die onlosmakelijk met deze vier intensieve jaren verbonden zijn en van wie ik hoop dat ik ze verder op mijn pad mag blijven tegenkomen. De belangrijksten waren echter mijn familie. Mijn ouders en grootouders, broer en zus hebben mij aangemoedigd en ondersteund wanneer het nodig was. En dan was daar opeens Clara, die zonder het te beseffen de eindsprint verlicht heeft met haar aanwezigheid. Ik kan jullie niet genoeg bedanken, Gent, Juni 2012 Matthias Degroote iii SamenvattingDe komst van ultrasnelle computers heeft een enorme vooruitgang betekend voor de simulatie van kwantumveeldeeltjesproblemen. Ze zijn een essentieel onderdeel geworden van de studie van complexe systemen gaande van biologische toepassingen tot de materiaalwetenschappen. Deze systemen vereisen allemaal de numerieke oplossing van de elektronische Schrödinger-vergelijking zodanig dat de totale energie, de elektronendichtheid of andere eigenschappen van het systeem voor handen zijn. Wanneer de Schrödinger-vergelijking in zijn exacte vorm wordt opgelost, botst men al snel op de exponentiële toename van de hoeveelheid informatie die vereist is. Dit maakt dat een exacte oplossing onmogelijk is en er benaderingen dienen gemaakt te worden. Het doel van de kwantumchemie is de bepaling van de elektronische structuur tot op chemische nauwkeurigheid. Dit betekent: vergelijkbaar met experimentele waarden en met voorspellende kracht. Elke ontwikkelde methode moet onderworpen worden aan zorgvuldige screening van deze eis door middel van testsystemen. Hartree-Fock is een theorie die soms voldoende betrouwbare resultaten oplevert. Maar toch is het met deze techniek onmogelijk om correcte voorspellingen te bekomen voor chemische processen waarin elektroncorrelatie belangrijk wordt. De zoektocht naar een techniek die zowel betrouwbaar is als computationeel goed schaalt, gaat dus onvermoeibaar verder. Het ontwikkelen van nieuwe kwantummechanische methoden gebeurt deels met het oog op het gebruik in industrieel onderzoek door niet-specialisten. Daardoor is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de methode zonder veel parameters of instellingen kan toegepast worden. Ab ...