An alternative derivation of orbital-free density functional theory
Notice bibliographique
Résumé
Polymer self-consistent field theory techniques are used to derive quantum density functional theory without the use of the theorems of density functional theory. Instead, a free energy is obtained from a partition function that is constructed directly from a Hamiltonian so that the results are, in principle, valid at finite temperatures. The main governing equations are found to be a set of modified diffusion equations, and the set of self-consistent equations are essentially identical to those of a ring polymer system. The equations are shown to be equivalent to Kohn-Sham density functional theory and to reduce to classical density functional theory, each under appropriate conditions. The obtained noninteracting kinetic energy functional is, in principle, exact but suffers from the usual orbital-free approximation of the Pauli exclusion principle in addition to the exchange-correlation approximation. The equations are solved using the spectral method of polymer self-consistent field theory, which allows the set of modified diffusion equations to be evaluated for the same computational cost as solving a single diffusion equation. A simple exchange-correlation functional is chosen, together with a shell-structure-based Pauli potential, in order to compare the ensemble average electron densities of several isolated atom systems to known literature results. The agreement is excellent, justifying the alternative formalism and numerical method. Some speculation is provided on considering the timelike parameter in the diffusion equations, which is related to temperature, as having dimensional significance, and thus picturing pointlike quantum particles instead as nonlocal, polymerlike, threads in a higher dimensional thermal-space. A consideration of the double-slit experiment from this point of view is speculated to provide results equivalent to the Copenhagen interpretation. Thus, the present formalism may be considered as a type of "pilot-wave," realist, perspective on density functional theory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».