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Physical insights from imaginary-time density–density correlation functions

Matter and Radiation at Extremes 2023年第5期8卷 57-72页

作者： Tobias Dornheim Zhandos A.Moldabekov Panagiotis Tolias Maximilian Böhme jan vorberger Center for Advanced Systems Understanding(CASUS) D-02826 GörlitzGermany Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR) D-01328 DresdenGermany Space and Plasma Physics Royal Institute of Technology(KTH)Stockholm SE-10044Sweden Technische Universität Dresden D-01062 DresdenGermany

An accurate theoretical description of the dynamic properties of correlated quantum many-body systems,such as the dynamic structure factor S(q,ω),is important in many ***,highly accurate quantum Monte Carlo methods are usually restricted to the imaginary time domain,and the analytic continuation of the imaginary-time density–density correlation function F(q,τ)to real frequencies is a notoriously hard ***,it is argued that often no such analytic continuation is required because by definition,F(q,τ)contains the same physical information as does S(q,ω),only represented ***,it is shown how one can directly extract key information such as the temperature or quasi-particle excitation energies from theτdomain,which is highly relevant for equation-of-state measurements of matter under extreme conditions[*** et al.,***.13,7911(2022)].As a practical example,ab initio path-integral Monte Carlo results for the uniform electron gas(UEG)are considered,and it is shown that even nontrivial processes such as the roton feature of the UEG at low density[*** et al.,***.5,304(2022)]are manifested straightforwardly in F(q,τ).A comprehensive overview is given of various useful properties of F(q,τ)and how it relates to the usual dynamic structure *** fact,working directly in theτdomain is advantageous for many reasons and opens up multiple avenues for future applications.

关键词： imaginary continuation quantum

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