Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03390.jsonl.gz/411

Freie Inhalte
Internationale Kollaboration testet Zuverlässigkeit von quantenmechanischen Simulationen
Zusammen mit Kollegen von über 30 anderen Hochschulen haben Wissenschaftler der Universität Basel die Zuverlässigkeit von quantenmechanischen Simulationsmethoden zur Berechnung von Materialeigenschaften getestet. Dabei untersuchten sie, inwiefern die Berechnungen unterschiedlicher Softwareprogramme übereinstimmen. Die Resultate zeigen: im Unterschied zu älteren Generationen liefern die neuesten Codes sehr genaue Ergebnisse. Ihre Studie ist soeben in der Fachzeitschrift «Science» erschienen.
Die Vielteilchen-Schrödingergleichung ist einer der Eckpfeiler der Physik, Chemie und Materialwissenschaften. Sie bildet das Fundament für fast alle praktischen Simulationen in der Quantenmechanik. Die Gleichung beschreibt das Verhalten von Elektronen und Atomen und erlaubt so die Berechnung der Eigenschaften eines Materials, also wie es sich beispielsweise unter Druck oder bei extremen Temperaturen verhält. Bis heute kann die Gleichung numerisch nicht exakt gelöst werden für Systeme mit mehr als zwei Elektronen. Computerprogramme berechnen Materialeigenschaften deshalb mittels einer Reihe von Näherungen.
Obwohl diese Näherungen allgemein gebräuchlich sind, kann die Art und Weise, in welcher diese in verschiedenen Codes eingesetzt werden, die Simulationsresultate beeinträchtigen. Diese Tatsache ist Grund zur Sorge in allen Forschungsbereichen, die stark von solchen Computersimulationen abhängig sind. Eine hohe Genauigkeit ist insbesondere wichtig in der sogenannten «Materials Discovery», ein Bereich in dem neue Materialien per Computer entdeckt werden. Es ist deshalb wichtig zu wissen, in welchem Ausmass die berechneten Materialeigenschaften von dem jeweils eingesetzten Code abhängen.