Resposta de energia e alinhamento espacial do gás eletrônico perturbado

Estudamos a resposta linear de energia do gás eletrônico uniforme a uma perturbação harmônica externa com foco na resolução das diferentes contribuições para a energia total. Isso foi alcançado por meio da realização de cálculos de Monte Carlo de caminho integral ab initio (PIMC) altamente precisos para uma variedade de densidades e temperaturas. Relatamos uma série de insights físicos sobre efeitos como o empenhamento e a importância relativa das energias cinética e potencial para diferentes números de onda. Um achado particularmente interessante é obtido a partir do comportamento não monotônico observado na mudança induzida na energia de interação, que se torna negativa para números de onda intermediários. Esse efeito depende fortemente da força de acoplamento e constitui mais evidências diretas para o alinhamento espacial dos elétrons introduzido em trabalhos anteriores T. Dornheim et al., Commun. Phys. 5, 304 (2022). A dependência quadrática observada na amplitude da perturbação no limite de perturbações fracas e a dependência quartica das correções da amplitude da perturbação são consistentes com versões lineares e não lineares do teorema de rigidez da densidade. Todos os resultados da simulação PIMC estão disponíveis online gratuitamente e podem ser usados para validar novos métodos ou como entrada para outros cálculos.