狄拉克方程的数值解(特征值问题)

计算科学 数值分析 特征值 本征系统 量子力学
2021-12-26 14:13:57

假设我们有以下形式的方程:

HΨ=EΨ

其中是狄拉克哈密顿量(我的问题也可以由不熟悉狄拉克哈密顿量但熟悉不同特征值问题的数值解的人来回答):H

H=α+V(r)=H0+V(r)

Dirac 矩阵:αβ4×4

α=(0σσ0) ,  β=(1001)

σ Pauli 矩阵。2×2

这里是自由的狄拉克哈密顿量(没有势,只保留了动力学项)。H0

我认为开始以数值方式求解此类方程的最佳方法是引入平面波基(它将自由哈密顿量对角化):H0

Ψ=ncnψn

然后我们遇到了这样的问题:

Hncnψn=Encnψn

我的问题是:对于任意势能数值求解这个方程的最常用方法是什么?只是为了在这个平面波基础上和系数或者也许有一些更好的方法?HnmECn

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