Metode Hartree–Fock itu apa sih?

Dalam kimia dan fisika komputasi, metode Hartree–Fock (HF) merupakan suatu metode hampiran untuk menentukan fungsi gelombang dan energi dari sistem benda-banyak kuantum dalam keadaan stasioner. Metode ini merupakan suatu prosedur pengulangan "swapanggah" (self-consistent) untuk menghitung "kemungkinan terbaik" penyelesaian determinan tunggal terhadap persamaan Schrödinger tak gayut-waktu dari sistem berelektron banyak dalam potensial Coulomb inti tetap. Sebagai akibatnya, walaupun cara ini menghitung energi pertukaran secara tepat, metode ini sama sekali tidak menghitung pengaruh korelasi elektron. Karena inti dimodelkan sebagai titik-titik muatan yang diam, metode ini hanya dapat diterapkan setelah dilakukan pendekatan Born–Oppenheimer.

Metode Hartree–Fock terkadang mengasumsikan bahwa fungsi gelombang benda-N yang pasti pada sistem dapat dihampiri melalui suatu determinan Slater tunggal (dalam kasus apabila partikelnya adalah fermion) atau melalui suatu permanen tunggal (untuk kasus boson) pada orbital spin N. Dengan mengoperasikan metode variasional, maka dapat diperoleh satu set N-pasang persamaan bagi orbital spin N. Penyelesaian bagi persamaan tersebut menghasilkan fungsi gelombang Hartree–Fock dan energi sistem tersebut.

Khususnya dalam beberapa literatur lama, metode Hartree–Fock disebut pula sebagai metode medan swapanggah (self-consistent field; SCF). Dengan menurunkan persamaan yang saat ini dikenal sebagai persamaan Hartree sebagai penyelesaian hampiran bagi persamaan Schrödinger, Hartree memerlukan medan akhir yang dimasukkan dari distribusi muatan agar dapat "swapanggah" dengan medan awal yang diasumsikan. Dengan demikian, swapanggah adalah persyaratan dari penyelesaian ini. Penyelesaian bagi persamaan Hartree–Fock non-linear juga berperilaku layaknya tiap partikel dikenai medan purata yang dibuat oleh seluruh partikel yang lain (lihat operator Fock di bawah) dan karenanya, terminologi tersebut berlanjut. Persamaan ini hampir secara universal diselesaikan melalui suatu metode iteratif, walaupun algoritma iterasi titik tetap tidak selalu konvergen.

Skema penyelesaian ini bukanlah satu-satunya penyelesaian yang mungkin dan bukan merupakan fitur penting dari metode Hartree–Fock.

Metode Hartree–Fock tidak hanya digunakan dalam penyelesaian persamaan Schrödinger bagi atom, molekul, struktur nano dan padatan namun juga digunakan dalam fisika nuklir. (Lihat metode Hartree–Fock–Bogoliubov untuk diskusi penerapannya dalam teori struktur nuklir). Dalam teori struktur atom, perhitungan dimungkinkan bagi suatu spektrum dengan banyak aras tenaga tereksitasi dan karenanya metode Hartree–Fock bagi atom mengasumsikan fungsi gelombang dalam suatu fungsi keadaan konfigurasi dengan bilangan kuantum yang terdefinisi dengan baik serta bahwa aras tenaga tidak selalu merupakan keadaan dasar.

Nama metode ini diambil dari nama Douglas Hartree yaitu ilmuwan yang menemukan metode "metode medan swapanggah", dan Vladimir A. Fock yang menunjukkan ketepatan logika metode Hartree dan merumuskannya kembali menjadi bentuk matriks yang digunakan hingga sekarang.