পদ্ধতিটিকে ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব বা DFT বলা হয়। এটি পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং পদার্থ বিজ্ঞানে ব্যবহৃত হয় পরমাণু এবং অণুর মতো বহু-দেহের সিস্টেমের বৈদ্যুতিন কাঠামো অধ্যয়ন করতে। ডিএফটি হল ইলেক্ট্রন মিথস্ক্রিয়াগুলির সরলীকৃত চিকিত্সার মাধ্যমে উপকরণগুলির অ্যাব-ইনটিও গণনা সম্পাদনের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার। যাইহোক, ডিএফটি ইলেক্ট্রনের সাথে তার নিজের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য সংবেদনশীল - যাকে পদার্থবিদরা "আত্ম-মিথস্ক্রিয়া সমস্যা" হিসাবে উল্লেখ করেছেন, যা পোলারনের ভুল বর্ণনার দিকে পরিচালিত করে, যা প্রায়শই অস্থিতিশীল হয়।
পদার্থবিদ এ EPFL একটি সুপ্রতিষ্ঠিত তত্ত্বের একটি প্রধান ত্রুটি সমাধানের জন্য একটি নতুন পদ্ধতির বিকাশ করেছে যা পদার্থবিদরা পদার্থে ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করেন। তারা ইলেক্ট্রন স্ব-মিথস্ক্রিয়া জন্য একটি তাত্ত্বিক সূত্র চালু করেছে যা ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্বে পোলারন স্থানীয়করণের সমস্যার সমাধান করে।
সহজ কথায়, ফর্মুলেশন অধ্যয়নের সময় ইলেক্ট্রন স্ব-মিথস্ক্রিয়ার দীর্ঘস্থায়ী সমস্যার সমাধান করতে পারে পোলারন - পদার্থে ইলেকট্রন-ফোনন মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত কোয়াসিকণা।
সত্য যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স কণা এবং তরঙ্গ প্রতিনিধিত্ব করতে পারে তার অনেক বিশেষত্বের মধ্যে একটি। দ্য আলোককণা, একটি আলো-সম্পর্কিত কণা, একটি সাধারণ উদাহরণ।
ইলেক্ট্রনগুলিকে তরঙ্গ হিসাবে ধরা যেতে পারে যা পুরো সিস্টেম জুড়ে সুশৃঙ্খল কাঠামোতে ছড়িয়ে পড়ে যা স্ফটিক নামে পরিচিত, যা একটি খুব সুরেলা ছবি আঁকে। ইলেকট্রন স্ফটিকের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আয়নগুলি পর্যায়ক্রমে মহাকাশে সংগঠিত হয়। যদি স্ফটিকের সাথে একটি ইলেকট্রন যোগ করা হয়, তবে এর ঋণাত্মক চার্জ এর চারপাশের আয়নগুলিকে তাদের ভারসাম্যের অবস্থান থেকে দূরে সরিয়ে দিতে পারে। মহাকাশে ইলেকট্রন চার্জ স্থানীয়করণ এবং স্ফটিকের আশেপাশের কাঠামোগত বিকৃতি বা "জালির সাথে মিলিত হওয়ার কারণে পোলারন নামে একটি নতুন কণা তৈরি হবে।"
EPFL-এর স্কুল অফ বেসিক সায়েন্সে স্টেফানো ফ্যালেটা বলেছেন, "টেকনিক্যালি, একটি পোলারন হল একটি কোয়াসিপার্টিকেল, যা একটি ইলেক্ট্রন দ্বারা গঠিত যার স্ব-প্ররোচিত ফোনন দ্বারা "পোশাক" হয়, যা স্ফটিকের পরিমাপযুক্ত কম্পনের প্রতিনিধিত্ব করে। পোলারনের স্থিতিশীলতা দুটি শক্তি অবদানের মধ্যে একটি প্রতিযোগিতা থেকে উদ্ভূত হয়: চার্জ স্থানীয়করণের কারণে লাভ এবং জালি বিকৃতির কারণে খরচ। যখন পোলারন অস্থিতিশীল হয়ে যায়, তখন অতিরিক্ত ইলেকট্রন সমগ্র সিস্টেমের উপর স্থানান্তরিত হয়, যখন আয়নগুলি তাদের ভারসাম্যের অবস্থান পুনরুদ্ধার করে।"
"আমাদের নতুন পদ্ধতি একটি গণনামূলক-দক্ষ স্কিমের মধ্যে সঠিক পোলারন স্থিতিশীলতায় অ্যাক্সেস দেয়। আমাদের অধ্যয়ন বৃহৎ সিস্টেমে পোলারনের অভূতপূর্ব গণনার পথ প্রশস্ত করে, বৃহৎ উপাদানের সেট জড়িত পদ্ধতিগত গবেষণায় বা দীর্ঘ সময় ধরে বিকশিত আণবিক গতিবিদ্যায়।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- স্টেফানো ফ্যালেটা, আলফ্রেডো পাসকোয়ারেলো। বহু-শরীরের স্ব-মিথস্ক্রিয়া এবং পোলারন। শারীরিক রেভ লেট. 129, 126401, 14 সেপ্টেম্বর 2022। DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.126401
- স্টেফানো ফ্যালেটা, আলফ্রেডো পাসকোয়ারেলো। ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্বে বহু-শরীরের স্ব-মিথস্ক্রিয়া থেকে মুক্ত পোলারন। শারীরিক রেভ. বি 106, 125119, 14 সেপ্টেম্বর 2022। DOI: 10.1103/PhysRevB.106.125119
