Дэвид Сеперли
Американский физик-теоретик (родился в 1949 году)
Дэвид М. Сеперли
Рожденный( 1949-01-01 )1 января 1949 г. (76 лет)
Чарльстон, Западная Вирджиния
Национальностьамериканский
ЗаголовокПрофессор физики
НаградыДействительный член Американского физического общества,
действительный член Американской академии искусств и наук,
избранный член Национальной академии наук,
медаль памяти Юджина Финберга,
премия имени Анисура Рахмана.
Академическое образование
ОбразованиеБакалавр наук, физика и математика (1971)
Доктор наук, теоретическая физика (1976)
Альма-матерМичиганский университет
Корнелльский университет
научный руководительДжеффри Честер
Малвин Калос
Другие консультантыДжоэл Лебовиц
Берни Олдер
Джон Бардин
Энтони Леггетт
Академическая работа
УчрежденияУниверситет Иллинойса
Основные интересыКвантовый Монте-Карло

Дэвид Мэтью Сеперли (родился в 1949 году) — физик -теоретик физического факультета Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (UIUC). Он является мировым экспертом в области квантовых вычислений Монте-Карло , метода расчета, который, как общепризнано, обеспечивает точные количественные результаты для задач многих тел, описываемых квантовой механикой.

Жизнь, образование и карьера

Ceperley родился в Чарльстоне, Западная Вирджиния, США, в 1949 году и посещал там среднюю школу имени Джорджа Вашингтона. Он был студентом Атлантического колледжа в Уэльсе, Великобритания, получил степень бакалавра наук по физике и математике в Мичиганском университете в Энн-Арборе в 1971 году и степень доктора философии по теоретической физике в Корнеллском университете в 1976 году. Его научными руководителями были Джеффри Честер в Корнеллском университете и Малвин Калос в Институте Куранта в Нью-Йоркском университете . Он имел постдокторские назначения в Орсе, Франция, Нью-Йоркском университете и Ратгерском университете , где он работал с Джоэлом Лебовицем над моделированием полимеров. Он был штатным научным сотрудником Национального ресурса вычислительной химии в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе с 1978 по 1987 год. С 1987 года он был профессором Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и штатным сотрудником Национального центра суперкомпьютерных приложений с 1987 по 2012 год. В своем развитии как ведущего математического и вычислительного физика у Сеперли было несколько признанных наставников, многие из которых были его бывшими руководителями, такими как Джеффри Честер, Малвин Калос, Джоэл Лебовиц и Берни Олдер . В UIUC на него оказали влияние физики-лауреаты Нобелевской премии Энтони Леггетт и Джон Бардин .

Сеперли был женат на Перин Дэвис (1950–2015); у них трое детей.

Основные профессиональные вклады

Методы Ceperley превратили формулировку квантовой механики сильно взаимодействующих многочастичных систем в точный инструмент для количественного объяснения свойств электронов в твердых телах, сверхтекучих жидкостях и других сложных квантовых системах. Его расчет, совместно с Берни Олдером , уравнения состояния трехмерного электронного газа с использованием стохастического метода [1] [2] предоставил основные и окончательные входные данные для численных приложений теории функционала плотности к электронным системам. Их совместная публикация является одной из наиболее цитируемых статей в Physical Review Letters . [ необходима цитата ] Обменно-корреляционный функционал Танатара-Ceperley [3] используется для двумерного электронного газа.

Ceperley не только применил точное отображение Фейнмана сверхтекучего 4He на классические кольцевые полимеры, но и создал алгоритмы, чтобы сделать интегрирование по траектории точным вычислительным инструментом для сравнения теории с экспериментом. Этот метод позволил прояснить сверхтекучесть в терминах чисел намотки и выявить глубокую связь между сверхтекучестью и конденсацией Бозе-Эйнштейна . [4] Он вывел точное выражение для туннельных расщеплений в сложных системах и, вычислив обмен в квантовых кристаллах, разрешил происхождение магнетизма в твердом 3He. [5] Он ввел метод ограниченного интеграла по траектории для обработки статистики Ферми в квантовых системах многих тел с конечной температурой [6] и применил этот метод к нормальной жидкости 3He и к водороду в экстремальных условиях, таким образом предсказав главную ударную адиабату сжатого дейтерия [7] в соответствии с экспериментами с ударными волнами .

Ceperley был пионером новых методов стохастических вычислений квантовых систем: вариационные методы Монте-Карло для фермионов, [8] методы приближения фиксированного узла и узлового освобождения, использование шагов Метрополиса для обеспечения обратимости в приближенных функциях Грина, [9] разработка метода диффузионного Монте-Карло с выборкой по важности (DMC), который в значительной степени вытеснил другие методы, использование граничных условий с усреднением по твисту для уменьшения систематических ошибок размера, [10] расширение DMC на системы с нарушенной симметрией обращения времени , метод фиксированной фазы. [11] Это основные ингредиенты, чтобы сделать методы количественными и точными. Ceperley также представил и разработал метод Монте-Карло со связанными электронами и ионами, метод моделирования на основе первых принципов для выполнения статистических расчетов квантовых ядер с конечной температурой с использованием электронной энергии [12] и установил фазовый переход первого рода в переходе металл-изолятор жидкого водорода. [13]

Ричард Мартин и Сеперли начали ежегодную серию семинаров «Последние разработки в методах электронной структуры» [14] в 1989 году. Сеперли также был организатором летних школ по вычислительному материаловедению. Видео лекций Сеперли [15] по квантовым методам Монте-Карло можно найти на YouTube.

Избранные награды и почести

Новаторская работа Ceperley по разработке и применению метода Монте-Карло интеграла по траектории для квантовых систем многих тел , таких как сверхтекучий гелий и водород в экстремальных условиях, была отмечена несколькими организациями, включая звание члена Американского физического общества (1992 г.), медаль памяти Юджина Финберга [16] за физику многих тел (1994 г.), премию Анесура Рахмана за вычислительную физику Американского физического общества (1998 г.), члена Американской академии искусств и наук (1999 г.) и избранного члена Национальной академии наук США (2005 г.). Он стал профессором-основателем инженерии (2006 г.), профессором Центра передовых исследований (2009 г.) и профессором Blue Waters (2014 г.) в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне. В 2016 г. он был награжден премией Берни Олдера от CECAM (Лозанна, Швейцария).

Ссылки

  1. ^ Ceperley, D. (1 сентября 1978 г.). «Основное состояние фермионной однокомпонентной плазмы: исследование Монте-Карло в двух и трех измерениях». Physical Review B. 18 ( 7). Американское физическое общество (APS): 3126– 3138. Bibcode : 1978PhRvB..18.3126C. doi : 10.1103/physrevb.18.3126. ISSN  0163-1829.
  2. ^ Ceperley, DM; Alder, BJ (18 августа 1980 г.). «Основное состояние электронного газа стохастическим методом». Physical Review Letters . 45 (7). Американское физическое общество (APS): 566– 569. Bibcode : 1980PhRvL..45..566C. doi : 10.1103/physrevlett.45.566. ISSN  0031-9007. S2CID  55620379.
  3. ^ Танатар, Б.; Сеперли, Д.М. (15 марта 1989 г.). «Основное состояние двумерного электронного газа». Physical Review B. 39 ( 8). Американское физическое общество (APS): 5005–5016 . Bibcode : 1989PhRvB..39.5005T. doi : 10.1103/physrevb.39.5005. ISSN  0163-1829. PMID  9948889.
  4. ^ Ceperley, DM (1 марта 1995 г.). «Интегралы по траекториям в теории конденсированного гелия». Reviews of Modern Physics . 67 (2). American Physical Society (APS): 279– 355. Bibcode : 1995RvMP...67..279C. doi : 10.1103/revmodphys.67.279. ISSN  0034-6861.
  5. ^ Ceperley, DM; Jacucci, G. (20 апреля 1987 г.). «Расчет частот обмена в bcc 3 He с использованием метода Монте-Карло с интегралом по траектории». Physical Review Letters . 58 (16). Американское физическое общество (APS): 1648– 1651. Bibcode : 1987PhRvL..58.1648C. doi : 10.1103/physrevlett.58.1648. ISSN  0031-9007. PMID  10034498.
  6. ^ Ceperley, DM (13 июля 1992 г.). «Расчеты интегралов по траектории нормальной жидкости 3 He». Physical Review Letters . 69 (2). Американское физическое общество (APS): 331– 334. Bibcode : 1992PhRvL..69..331C. doi : 10.1103/physrevlett.69.331. ISSN  0031-9007. PMID  10046646.
  7. ^ Militzer, B.; Ceperley, DM (28 августа 2000 г.). «Вычисление интеграла по траектории методом Монте-Карло для ударной адиабаты дейтерия». Physical Review Letters . 85 (9). Американское физическое общество (APS): 1890– 1893. arXiv : physics/0001047 . Bibcode : 2000PhRvL..85.1890M. doi : 10.1103/physrevlett.85.1890. ISSN  0031-9007. PMID  10970640. S2CID  16423777.
  8. ^ Ceperley, D.; Chester, GV; Kalos, MH (1 сентября 1977 г.). «Моделирование методом Монте-Карло многофермионного исследования». Physical Review B. 16 ( 7). Американское физическое общество (APS): 3081– 3099. Bibcode : 1977PhRvB..16.3081C. doi : 10.1103/physrevb.16.3081. ISSN  0556-2805.
  9. ^ Рейнольдс, Питер Дж.; Сеперли, Дэвид М.; Олдер, Берни Дж.; Лестер, Уильям А. (1982). «Квантовый Монте-Карло с фиксированным узлом для молекул». Журнал химической физики . 77 (11). AIP Publishing: 5593– 5603. doi : 10.1063/1.443766. ISSN  0021-9606.
  10. ^ Lin, C.; Zong, FH; Ceperley, DM (18 июня 2001 г.). "Усредненные по скручиванию граничные условия в квантовых алгоритмах Монте-Карло для континуума". Physical Review E . 64 (1): 016702. arXiv : cond-mat/0101339 . Bibcode :2001PhRvE..64a6702L. doi :10.1103/physreve.64.016702. ISSN  1063-651X. PMID  11461437. S2CID  8494735.
  11. ^ Ortiz, G.; Ceperley, DM; Martin, RM (25 октября 1993 г.). «Новый стохастический метод для систем с нарушенной симметрией обращения времени: двумерные фермионы в магнитном поле». Physical Review Letters . 71 (17). Американское физическое общество (APS): 2777– 2780. Bibcode : 1993PhRvL..71.2777O. doi : 10.1103/physrevlett.71.2777. ISSN  0031-9007. PMID  10054773.
  12. ^ Ceperley, DM; Dewing, M. (22 мая 1999 г.). «Метод штрафа для случайных блужданий с неопределенными энергиями». Журнал химической физики . 110 (20): 9812– 9820. arXiv : physics/9812035 . Bibcode : 1999JChPh.110.9812C. doi : 10.1063/1.478034. ISSN  0021-9606. S2CID  8091933.
  13. ^ Моралес, MA; Пьерлеони, C.; Швеглер, E.; Сеперли, DM (21 июня 2010 г.). «Доказательства перехода жидкость-жидкость первого порядка в водороде высокого давления из ab initio моделирования». Труды Национальной академии наук . 107 (29): 12799– 12803. doi : 10.1073/pnas.1007309107 . ISSN  0027-8424. PMC 2919906. PMID 20566888  . 
  14. ^ "Последние разработки в области электронной структуры | Центр вычислений материалов". Mcc.uiuc.edu. 3 апреля 2014 г. Получено 20 мая 2014 г.
  15. ^ "MCC Workshops" . Получено 20 мая 2014 г. – через YouTube.
  16. ^ "Recent Progress in Many Body Theories". Indiana.edu. Архивировано из оригинала 13 сентября 2016 года . Получено 20 мая 2014 года .
  • [1] Семинар по новейшим разработкам в области электронных структур
  • [2] Лекции Сеперли на YouTube
  • [3] Архивировано 13 сентября 2016 г. в Wayback Machine Feenberg Memorial Medal
  • [4] Премия CECAM Берни Дж. Алдера
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=David_Ceperley&oldid=1227520737"