Anàlisi de la correlació electrònica mitjançant funcions intraculars

Resumen

Aquest treball explora la correlació electrònica, un concepte fonamental en l’anàlisi de les aproximacions que s’empren en mecànica quàntica per fer simulacions de processos químics. La correlació electrònica afecta tots els observables físics, i entendre aquest concepte és cabdal per poder realitzar simulacions cada cop més realistes. Per tal d’estudiar la correlació electrònica presentem la densitat de parells, que conté informació explícita sobre la interacció entre dues partícules. La densitat de parells, però, té la complicació d’estar definida en un espai de vuit dimensions i la seva anàlisi directa esdevé molt feixuga tant de calcular com d’interpretar. Per aquesta raó, introduïm el concepte forat de McWeeny, que fixa la posició d’un electró, i el concepte funció intracular, que porta a la definició del forat de Coulson. Ambdós mètodes redueixen la dimensionalitat del problema i ofereixen un dibuix intuïtiu de la correlació electrònica, que analitzem en sistemes model. No obstant això, l’estudi s’acaba centrant en la descomposició del forat de Coulomb, que té l’avantatge de reduir a una les dimensions que cal estudiar i ofereix una relació directa amb un component de l’energia del sistema. Finalment, presentem un sistema model de la molècula d’hidrogen que el lector pot analitzar d’una manera exacta. Aquest marc conceptual permet aprofundir en la comprensió de la correlació electrònica i contribuir al desenvolupament de mètodes d’estructura electrònica que possibilitin fer simulacions més acurades.