Energiamegközelítés

Energiamegközelítés a fizika és kémia területén az olyan módszerek összessége, amelyek segítségével egy rendszer energiáját közelítőleg számítják ki, amikor az egzakt megoldás nem érhető el könnyen. Gyakran alkalmazzák kvantummechanikában, molekulafeladatokban, szilárdállapot fizikai és magfizikai problémákban, ahol a Hamilton-operátor és a soktest-probléma megoldása nehéz. A megközelítések célja, hogy beválható közelítést adjanak a ground state vagy excited state energiájára és kapcsolódó jellemzőire.

A legismertebb módszerek közé tartozik a variációs elv, a perturbációs elmélet és a szemi-kosztikus vagy félig klasszikus közelítések, továbbá a numerikus megközelítések. Variációs elv esetén próbahullámfüggvényt választunk, az energiaszintet E[ψ] minimalizálva közelítjük meg; az optimalizált E az adott állapot energiájának felső becslése. Perturbációs elméletnél egy solváló rendszertől indulunk ki (H0–rendszer), és kis komponens (V) hatását számoljuk fel első és második rendű korrekciókkal. Szemi-kosztikus megközelítések (például WKB vagy eikonal eljárások) a klasszikus és kvantum közti átmeneteket írják le. Numerikus módszerek közé tartozik a Ritz-diagonalizáció, Hartree–Fock, sűrűn használt szoftveres megközelítések és Monte Carlo-alapú technikák.

A módszerek előnye, hogy alkalmazhatók korlátozott információval rendelkező rendszerekre; hátrányuk pedig, hogy a pontosság erősen függ az elfogadott ansatz-tól, és korrelált rendszereknél nehezen kontrollálható. Az energiamegközelítés így gyakran első lépés a részletes kvantitatív vizsgálatok felé.