动能 T(顺便提一下,交换能 Eₗ)作为非均匀电子气的基态的电子密度 n (r) 的泛函,以及 n (r) 作为单电子势 V (r) 的泛函的表达式,可以很容易地推广到两个不相等自旋密度 n_ (r) 和 n_ (r) 的情况。作为一个例子,作者考虑了 T 的展开,最高到 n 的梯度的四次方,以及 n 的展开,最高到 V 的梯度的四次方。这些扩展在一电子和两电子原子的极端情况下进行了测试。发现:(i) nV 扩展存在严重的病态,而 Tn 扩展在应用于精确密度 n (r) 或通过最小化近似总能量泛函 En 得到的 n (r) 时,结果要合理得多。(ii) 在一电子原子中,只有在考虑单个电子的完全自旋极化的情况下,才能得到对 E 和 n (r) 的良好近似,这通过 Tn_, n_ 得以实现。(iii) 在变分计算中,在 T 的零阶(汤玛斯-费米)近似中加入二阶和四阶梯度修正,可以系统性地改善 n (r) 在核周围的解析行为。作者还将局部交换近似与一电子和两电子原子中的局部交换-相关近似进行了比较,发现不应忽视相关性。
Oliver 等(星期三)研究了这个问题。