Desarrollo teórico e implementación computacional de una metodología no Born-Oppenheimer de teoría de funcionales de la densidad basada en el método del orbital molecular nuclear con escalamiento cúbico para el estudio de efectos cuánticos nucleares

Abstract

En este trabajo se presentan algunos desarrollos teóricos del método del orbital molecular para cualquier partícular (APMO) para reducir su costo computacional y para incluir correlación entre partículas de especies diferentes. Estas metodologías fueron implementadas en el código LOWDIN. También se presentan aplicaciones del método APMO al estudio de efectos cuánticos nucleares y química muónica. Nuestros resultados muestran que incluir correlación núcleo-electrón incrementa la precisión de los efectos cuánticos nucleares predichos con el método APMO. Para lograr cálculos APMO con menor escalamiento respecto al tamaño del sistema se usa la aproximación del producto localizado de Hartree y la teoría del funcional de la densidad auxiliar.

Abstract. In this work, we present some theoretical developments on the Any Particle Molecular Orbital (APMO) method to reduce its computational cost and to include correlation between particles of different species. These methodologies were implemented in the LOWDIN code. We also present APMO applications to the study of nuclear quantum effects and muonic chemistry. Our results reveal that the inclusion of nuclear-electron correlation improves the accuracy of the nuclear quantum effects predicted with the APMO method. APMO calculationswith lower scaling with respect to the size of the system are achieved using a localized Hartree product approximation and the auxiliary density functional theory.