В своих «Лекциях по физике» (около 1960-х годов) Ричард Фейнман писал, что до сих пор физика была способна моделировать (решать) только атомы водорода и гелия. Так что теперь, более чем 50 лет спустя, где мы находимся в периодической таблице? Продвинулись ли мы к более тяжелым элементам? Если да, то какой элемент?
И каковы (были) критические препятствия, которые задерживают этот прогресс?
Это зависит от того, что подразумевается под «раскрытием» атома. Вероятно, Фейнман имеет в виду обычный атомный гамильтониан, который уже является приближением с теоретико-полевой точки зрения (нет сильных сил и т. д.).
Основная проблема - электрон-электронные взаимодействия. Если у вас есть атом с более чем одним электроном, член взаимодействия между электронами делает аналитическое решение невозможным (я предполагаю, что, поскольку это по существу проблема трех тел, вы просто не можете дать аналитическое решение, но я не могу дайте четкую ссылку).
Таким образом, вы должны сделать дополнительные приближения. Есть много способов сделать это, и часто наши компьютеры достаточно сильны, чтобы смоделировать все, что мы хотим сделать, т.е. мы знаем хорошее приближение к электронной структуре всех известных в настоящее время элементов.
Хорошей отправной точкой для изучения аппроксимационных схем является Википедия. Одним из наиболее известных методов является приближение Хартри-Фока, которое по сути является методом среднего поля. Начиная с http://en.wikipedia.org/wiki/Hartree%E2%80%93Fock_method , сбоку вы найдете целый зоопарк различных методов аппроксимации электронной структуры. Не все они касаются определения структуры отдельного атома, но я думаю, что по крайней мере некоторые из них будут.
Обратите внимание, что для более крупных атомов обычная нерелятивистская квантовая механика не может дать правильных результатов. Речь идет, конечно, только об электронной структуре. Если вы хотите задать разные вопросы, возможно, вам придется использовать разные методы.
Дану
Гарип
Любопытный
документальная наука
Любопытный