On the computation of lattice sums without translational invariance
Notice bibliographique
Résumé
This paper introduces a new method for the efficient computation of oscillatory multidimensional lattice sums in geometries with boundaries. Such sums are ubiquitous in both pure and applied mathematics and have immediate applications in condensed matter and topological quantum physics. The challenge in their evaluation results from the combination of singular long-range interactions with the loss of translational invariance caused by the boundaries, rendering standard tools like Ewald summation ineffective. Our work shows that these lattice sums can be generated from a generalization of the Riemann zeta function to multidimensional non-periodic lattice sums. We put forth a new representation of this zeta function together with a numerical algorithm that ensures exponential convergence across an extensive range of geometries. Notably, our method’s runtime is influenced only by the complexity of the considered geometries and not by the number of particles, providing the foundation for efficient and precise simulations of macroscopic condensed matter systems. We showcase the practical utility of our method by computing interaction energies in a three-dimensional crystal structure with <inline-formula content-type="math/mathml"> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="3 times 10 Superscript 23"> <mml:semantics> <mml:mrow> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mo> × </mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mn>23</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:annotation encoding="application/x-tex">3\times 10^{23}</mml:annotation> </mml:semantics> </mml:math> </inline-formula> particles. Our method’s accuracy is demonstrated through extensive numerical experiments. A reference implementation is provided online along with this article.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».