Ab initio correlated electron dynamics with the Multi-Configuration (explicity) Time- Dependent Hartree-Fock method

这个项目的目标是实现和测试的多配置时间相关的Hartree-Fock（MCTDHF）方法在其明确的时间依赖的形式。该方法将多电子波函数展开为斯莱特行列式之和，并采用变分优化的系数矢量和单粒子函数。到目前为止，该方法仅用于线性响应区域，因此需要进行大量的工作来实现和测试以及与其他方法（如时间相关HartreeFock（TDHF）或时间相关组态相互作用（TDCI））进行比较。然后，我们将应用该方法来研究原子和金属团簇的光学性质和电子弛豫动力学。我们希望能够从第一性原理确定团簇光吸收谱的线宽，以及相应的激发态寿命。此外，最近可以用亚飞秒分辨率观察多电子系统的弛豫。我们希望模拟这些泵浦探测实验，从而深入了解不同的可能弛豫途径以及所涉及的瞬态的作用和性质。 本文的研究工作主要是以时间表的形式对多组态时变Hartree-Fock（MCTDHF）方法进行实现和评价。该方法在一个Slater确定性的总和中引入了一个机械优化函数，并带有变分优化系数和一个函数。这种方法只适用于“线性响应”理论，因此还需要进一步的实施和发展。这也是一种具有时间相关的Hartree-Fock（TDHF）和时间相关的组态相互作用（TDCI）的混合形式。我们将研究原子和金属团簇的光学特性和电子弛豫动力学。我们把它放在拉格的抽屉里。光吸收光谱的线性关系，以及与第一次印刷有关的生命周期的关系。据了解，在最近的一次实验中，我们发现了一个亚飞秒激光器上的磁共振系统的弛豫。我们希望通过这种泵-探针模拟实验，使这种弛豫现象更加明显，并使这种方法更好地发挥作用。

The goal of this project is to implement and test the MultiConfiguration Time-Dependent Hartree-Fock (MCTDHF) method in its explicitly time dependent form. The method expands a multielectron wave function into a sum of Slater determinants, with variationally optimized coefficient vector and single-particlefunctions (SPFs). The method has been used up to now only in the linear response regime, so that a considerable amount of work is necessary for implementation and testing as well as comparison to other methods, such as Time-Dependent HartreeFock (TDHF) or Time-Dependent Configuration Interaction (TDCI). We will then apply the method to study optical properties and the electron relaxation dynamics of atoms and metal clusters. We hope to be able to determine the linewidths in photoabsorption spectra of clusters, and the corresponding lifetimes of excited states, from first principles. Also, the observation of the relaxation of a multi-electron system became possible recently with a sub-femtosecond resolution. We want to simulate these pump-probe experiments, which gives insight into different possible relaxation pathways as well as the role and nature of the transient states involved. Das Ziel dieses Projektes sind die Implementation und die Evaluierung der Multi-Configuration Time-Dependent Hartree-Fock (MCTDHF) Methode in ihrer explizit zeitabhaengigen Form. Die Methode entwickelt eine Mehrelektronenwellenfunktion in eine Summe von Slaterdeterminanten, mit variationell optimiertem Koeffizientenvektor und Einteilchenfunktionen. Das Verfahren wurde bisher nur im Rahmen der "linear-response" Theorie benutzt, so dass noch erhebliche Implementations- und Entwicklungsarbeiten zu leisten sind. Auch soll ein Vergleich mit anderen Verfahren wie zeitabhaengiges Hartree-Fock (Time-Dependent Hartree-Fock, TDHF), sowie zeitabhaengige Konfigurationswechselwirkung (Time-Dependent Configuration Interaction, TDCI), erfolgen. Sodann wollen wir die Methode benutzen, um die optischen Eigenschaften und die Elektronen-Relaxationsdynamik von Atomen und Metallclustern zu studieren. Wir hoffen dadurch in der Lage zu sein, z.B. die Linienbreite von Photoabsorptionsspektren von Clustern, und damit die Lebensdauer angeregter Zustande, von ersten Prinzipien her zu bestimmen. Hinzu kommt, dass es in juengster Zeit experimentell moeglich wurde, die Relaxation von Mehrelektronensystemen auf einer Subfemtosekundenskala zu beobachten. Wir moechten diese so genannten pump-probe Experimente simulieren, mit dem Ziel Einsicht in die verschiedenen Relaxationspfade zu bekommen, und die Art der beteiligten Zustaende aufzuklaeren.