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Ab initio quantum Monte Carlo simulations of the uniform electron gas without fixed nodes: The unpolarized case

机译：无固定节点的均匀电子气的从头算量子蒙特卡罗模拟：非极化情况

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摘要

In a recent publication [S. Groth et al., Phys. Rev. B 93, 085102 (2016)], we have shown that the combination of two complementary quantum Monte Carlo approaches, namely configuration path integral Monte Carlo [T. Schoof et al., Phys. Rev. Lett. 115, 130402 (2015)] and permutation blocking path integral Monte Carlo [T. Dornheim et al., New J. Phys. 17, 073017 (2015)], allows for the accurate computation of thermodynamic properties of the spin-polarized uniform electron gas over a wide range of temperatures and densities without the fixed-node approximation. In the present work, we extend this concept to the unpolarized case, which requires nontrivial enhancements that we describe in detail. We compare our simulation results with recent restricted path integral Monte Carlo data [E. W. Brown et al., Phys. Rev. Lett. 110, 146405 (2013)] for different energy contributions and pair distribution functions and find, for the exchange correlation energy, overall better agreement than for the spin-polarized case, while the separate kinetic and potential contributions substantially deviate.
机译：在最近的出版物[S. Groth等，物理学。 Rev. B 93，085102（2016）]中，我们显示了两种互补的量子蒙特卡洛方法的组合，即配置路径积分蒙特卡洛[T. Schoof等，Phys。牧师115，130402（2015）]和置换阻塞路径积分Monte Carlo [T. Dornheim等人，New J. Phys。 17，073017（2015）]，允许在宽的温度和密度范围内精确计算自旋极化的均匀电子气的热力学性质，而无需固定节点近似。在当前的工作中，我们将此概念扩展到非极化情况，这需要我们详细描述的非平凡的增强。我们将模拟结果与最近的受限路径积分蒙特卡洛数据[E. W.Brown等，Phys。牧师[第110，146405（2013）号]针对不同的能量贡献和对分布函数，发现对于交换相关能量，总体上比自旋极化情况更好的一致性，而单独的动力学和势能贡献却大不相同。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2016年第20期|205134.1-205134.15|共15页
  • 作者

    T. Dornheim; S. Groth; T. Schoof; C. Hann; M. Bonitz;

  • 作者单位

    Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel, D-24098 Kiel, Germany;

    Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel, D-24098 Kiel, Germany;

    Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel, D-24098 Kiel, Germany;

    Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel, D-24098 Kiel, Germany,Department of Physics, Duke University, Durham, North Carolina 27708, USA;

    Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel, D-24098 Kiel, Germany;

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