Neuartige Methoden der reduzierten Dichte-Matrixfunktionaltheorie auf der Grundlage des nicht-kommutativen optimalen Transports

• Antragsteller: Dr. Jannis Erhard
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571143344

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Art und Weise zu verbessern, wie wir die Eigenschaften von Atomen und Molekülen berechnen, indem wir eine Methode namens reduzierte Dichtematrixfunktionaltheorie (RDMFT) weiterentwickeln. Im Gegensatz zu den derzeitigen Ansätzen, die entweder das Verhalten von Elektronen zu stark vereinfachen oder zu rechenintensiv sind, wird dieses Projekt einen neuen Rahmen schaffen, der die Stärken beider Ansätze kombiniert. Zunächst werden wir ein allgemeines Werkzeug entwickeln, mit dem wir die Energie eines Systems direkt aus seiner Elektronendichtematrix berechnen können - ein Schlüsselelement in der Quantenchemie. Als Nächstes werden wir ein vereinfachtes Referenzsystem entwerfen, ähnlich wie in der Dichtefunktionaltheorie (DFT), das die Berechnungen praktischer macht und dennoch genau ist. Anschließend werden wir dieses vereinfachte System über einen mathematischen Pfad, die so genannte adiabatische Verbindung, mit dem realen physikalischen System verbinden. Dies wird uns helfen, das Verhalten von Molekülen sowohl im Grundzustand als auch im angeregten Zustand zu verstehen, und es uns ermöglichen, neue, genauere Berechnungsmethoden zu entwickeln. Diese Entwicklungen könnten es letztendlich einfacher und zuverlässiger machen, die Eigenschaften komplexer chemischer Systeme vorherzusagen, einschließlich solcher, die derzeit sehr schwer zu modellieren sind.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Paul W. Ayers