Zeitabhängige Dichtefunktionalbeschreibung korrelierter Elektrodynamik in starken Feldern

• Applicant: Professor Dr. Stephan Kümmel
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 43106919

Die Verfügbarkeit intensiver Laser hat neue Möglichkeiten eröffnet, um elektronische Systeme mittels Licht zu kontrollieren und unser Verständnis der Licht-Materie Wechselwirkung zu vertiefen. Die Berechnung der nichtlinearen, nichtperturbativen Elektronendynamik dreidimensionaler Systeme durch Lösen der zeitabhängigen Vielteilchen-Schrödingergleichung ist aber so aufwändig, dass man selbst für Systeme mit nur zwei Elektronen an die Grenzen des rechnerisch Möglichen stößt. Die zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie ist ein vielversprechender alternativer Zugang, der mit wesentlich geringerem rechnerischen Aufwand verbunden ist. In der Praxis hängt die Zuverlässigkeit von Dichtefunktionalrechnungen stark von den für das Austausch-Korrelationspotential gemachten Näherungen ab. Die bisher verwendeten Funktionale beschreiben stark korrelierte Dynamik nicht realistisch. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer verbesserten Näherung für das zeitabhängige Austausch-Korrelationspotential. Grundidee ist, von der korrelierten Vielteilchenwellenfunktion ausgehend auf exakte Austausch-Korrelationsfunktionale zurückzurechnen und so die fundamentalen „Gedächtniseffekte zu untersuchen. Leitlinie bei der Entwicklung ist das paradigmatische Problem der korrekten Beschreibung der Doppelionisation von Helium im starken Feld. Eine neu entwickelte Näherung soll zur Berechnung der dreidimensionalen Starkfelddynamik in Atomen und Molekülen eingesetzt werden.

• DFG Programme: Research Grants