Functional derivative of the universal density functional in Fock space
Notice bibliographique
Résumé
Within the framework of zero-temperature Fock-space density-functional theory (DFT), we prove that the G\^ateaux functional derivative of the universal density functional, ${\ensuremath{\delta}{F}^{\ensuremath{\lambda}}[\ensuremath{\rho}]∕\ensuremath{\delta}\ensuremath{\rho}(\mathbit{r})\ensuremath{\mid}}_{\ensuremath{\rho}={\ensuremath{\rho}}_{0}}$, at ground-state densities with arbitrary normalizations $(⟨{\ensuremath{\rho}}_{0}(\mathbit{r})⟩=n∊{\mathcal{R}}_{+})$ and an electron-electron interaction strength $\ensuremath{\lambda}$, is uniquely defined, but is discontinuous when the number of electrons $n$ becomes an integer, thus providing a mathematically rigorous confirmation for the ``derivative discontinuity'' initially discovered by Perdew et al. [Phys. Rev. Lett. 49, 1691 (1982)]. However, the functional derivative of the exchange-correlation functional is continuous with respect to the number of electrons in Fock space; i.e., there is no ``derivative discontinuity'' for the exchange-correlation functional at an integer electron number. For a ground-state density ${\ensuremath{\rho}}_{0,n}^{v,\ensuremath{\lambda}}(\mathbit{r})$ of an external potential $v(\mathbit{r})$, we show that ${\ensuremath{\delta}{F}^{\ensuremath{\lambda}}[\ensuremath{\rho}]∕\ensuremath{\delta}\ensuremath{\rho}(\mathbit{r})\ensuremath{\mid}}_{\ensuremath{\rho}={\ensuremath{\rho}}_{0,n}^{v,\ensuremath{\lambda}}}={\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{n}\ensuremath{-}v(\mathbit{r})$, where the constant ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{n}$ is given by the following chain of dependences: ${\ensuremath{\rho}}_{0,n}^{v,\ensuremath{\lambda}}(\mathbit{r})\ensuremath{\mapsto}[v]\ensuremath{\mapsto}{E}_{0}^{v,\ensuremath{\lambda}}(n)\ensuremath{\mapsto}{\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{n}={\ensuremath{\partial}{E}_{0}^{v,\ensuremath{\lambda}}(k)∕\ensuremath{\partial}k\ensuremath{\mid}}_{k=n}$. Here $[v]$ is the class of the external potential $v(\mathbit{r})$ up to a real constant, and ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{n}$ is the chemical potential defined according to statistical mechanics. At an integer electron number $N$, we find that there is no freedom of adding an arbitrary constant to the value of the chemical potential ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{N}$, whose exact value is generally not the popular preference of the negative of Mulliken's electronegativity, $\ensuremath{-}\frac{1}{2}(I+A)$, where $I$ and $A$ are the first ionization potential and the first electron affinity, respectively. In addition, for any external potential converging to the same constant at infinity in all directions, we resolve that ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{N}=\ensuremath{-}I$. Finally, the equality ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{DFT}}={\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{SM}}^{n}$ is rigorously derived via an alternative route, where ${\ensuremath{\mu}}_{\mathrm{DFT}}$ is the Lagrangian multiplier used to constrain the normalization of the density in the traditional DFT approach.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».