qft01 量子場論(quantum field theory)中，以近乎完全獨立之準粒子(quasi- particle)，來近似在多體效應下之真實粒子(或稱為裸粒子(bare particle)，再利用費曼圖(Feynman diagram) ［註：一種非常清晰直覺的圖解分析工具，按照費曼法則（Feynman Rule），理論物理學者可以準確而容易地進行一系列複雜的量子場論計算！］計算這些準粒子的特性。

年之後發展的量子場論(quantum field theory)中，以近乎完全獨立之準粒子(quasi- particle)，來近似在多體效應下之真實粒子(或稱為裸粒子(bare particle)，再利用費曼圖(Feynman diagram) ［註：一種非常清晰直覺的圖解分析工具，按照費曼法則（Feynman Rule），理論物理學者可以準確而容易地進行一系列複雜的量子場論計算！］計算這些準粒子的特性。

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如此一來，這些”穿上衣服”的裸粒子即便在多體環境之下，也可視為獨立粒子。［註：Richard D. Mattuck[1]對準粒子有. 圖一、(a)獨立(裸)粒子與”獨立馬”；(b)準粒子與”準 ...

挑戰激發態：多體微擾理論之GW近似

文/薛宏中

 

 

當第一原理(first-principles)方法，在計算材料的基態性質上大放異彩之後，我們開始期待征服另一座高山—激發態。事實上，許多重要的實驗，都與材料電子結構的激發態關係密切。然而，材料中多體效應與激發態之關係為何？現階段之基態理論有何不足之處？何謂激發態之GW計算？新的激發態計算方法真的是救世主嗎？GW計算的未來發展又為何？本文在儘量不涉及複雜數學語言的情況下，將一一探討這些問題。

一、材料中如影隨形的多體效應

現代人總是強調人際關係的重要，思考如何加強人與人之間互動與交流；在微觀的原子世界裡，也存在著相似難題。古希臘文明即揭櫫物質構成之基本元素─原子；然而，單就材料中如天文數字般（每莫耳約6X10²³個）的原子數目，就已經讓物理學家對材料的微觀研究捉襟見肘了，更遑論原子間還存在著複雜的交互作用；但是，這些障礙並非完全無法克服：在1950年以前，理論學家利用正則轉換(canonical transformation)，嘗試將具有交互作用之多體系統，轉換成多個幾乎無關之獨立系統，以降低複雜程度。另一方面，1956年之後發展的量子場論(quantum field theory)中，以近乎完全獨立之準粒子(quasi- particle)，來近似在多體效應下之真實粒子(或稱為裸粒子(bare particle)，再利用費曼圖(Feynman diagram) ［註：一種非常清晰直覺的圖解分析工具，按照費曼法則（Feynman Rule），理論物理學者可以準確而容易地進行一系列複雜的量子場論計算！］計算這些準粒子的特性。