三维电子气静态响应中短程有序的签名
Signature of Short-Range Order in Static Response of the Three-Dimensional Electron Gas
- École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）
- CNRS（法国国家科学研究中心）
- CEA（法国原子能和替代能源委员会）
- Flatiron Institute（平顿研究所）
- Hofstra University（霍夫斯特拉大学）
- Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射光源）
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AI总结：
利用扩散蒙特卡洛计算三维电子气的静态局域场因子，发现中等波矢处的结构为短程有序的指纹，并给出全液相参数化，预测低能共振模式。
AI中文摘要：
三维电子气是凝聚态物理和量子化学中的基本模型，由其推导出的交换关联能是材料从头算计算的起点。然而，波矢相关的响应，即静态局域场因子$G(q)$，在强耦合区域中三十年来一直缺乏精确的基态基准。利用扩散蒙特卡洛方法，我们计算了液相中的$G(q)$和静态密度-密度响应函数，并发现$G(q)$在中等波矢处存在显著结构，该结构在金属密度下已可见，并随相互作用强度的增加而增强。我们通过证明该结构是重现静态结构因子所必需的，将其识别为短程有序的指纹。我们的参数化在整个液相中有效，并预测了粒子-空穴连续谱内的低能共振模式。
英文摘要：
The three-dimensional electron gas is a fundamental model in condensed matter physics and quantum chemistry, and the exchange-correlation energy derived from it serves as the starting point of \textit{ab initio} computations of materials. However, the wave-vector-dependent response, and hence the static local field factor $G(q)$, has remained without accurate ground-state benchmark in the strongly coupled regime for three decades. Using diffusion Monte Carlo, we calculate $G(q)$ and the static density-density response function across the liquid phase and find a pronounced structure in $G(q)$ at intermediate wave vectors, already visible at metallic densities and growing with increasing interaction strength. We identify it as a fingerprint of short-range order by showing that it is required to reproduce the static structure factor. Our parametrization, valid in the entire liquid phase, predicts a low-energy resonant mode inside the particle-hole continuum.
