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Hartree-Fock many-body perturbation theory for nuclear ground-states

Tichai, Alexander ; Langhammer, Joachim ; Binder, Sven ; Roth, Robert (2022)
Hartree-Fock many-body perturbation theory for nuclear ground-states.
In: Physics Letters B, 2016, 756
doi: 10.26083/tuprints-00012821
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

We investigate the order-by-order convergence behavior of many-body perturbation theory (MBPT) as a simple and efficient tool to approximate the ground-state energy of closed-shell nuclei. To address the convergence properties directly, we explore perturbative corrections up to 30th order and highlight the role of the partitioning for convergence. The use of a simple Hartree–Fock solution for the unperturbed basis leads to a convergent MBPT series for soft interactions, in contrast to the divergent MBPT series obtained with a harmonic oscillator basis. For larger model spaces and heavier nuclei, where a direct high-order MBPT calculation is not feasible, we perform third-order calculations and compare to advanced ab initio coupled-cluster results for the same interactions and model spaces. We demonstrate that third-order MBPT provides ground-state energies for nuclei up into the tin isotopic chain in excellent agreement with the best available coupled-cluster calculations at a fraction of the computational cost.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2022
Autor(en): Tichai, Alexander ; Langhammer, Joachim ; Binder, Sven ; Roth, Robert
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Hartree-Fock many-body perturbation theory for nuclear ground-states
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2022
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2016
Verlag: Elsevier
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Physics Letters B
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 756
DOI: 10.26083/tuprints-00012821
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/12821
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Herkunft: Zweitveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract):

We investigate the order-by-order convergence behavior of many-body perturbation theory (MBPT) as a simple and efficient tool to approximate the ground-state energy of closed-shell nuclei. To address the convergence properties directly, we explore perturbative corrections up to 30th order and highlight the role of the partitioning for convergence. The use of a simple Hartree–Fock solution for the unperturbed basis leads to a convergent MBPT series for soft interactions, in contrast to the divergent MBPT series obtained with a harmonic oscillator basis. For larger model spaces and heavier nuclei, where a direct high-order MBPT calculation is not feasible, we perform third-order calculations and compare to advanced ab initio coupled-cluster results for the same interactions and model spaces. We demonstrate that third-order MBPT provides ground-state energies for nuclei up into the tin isotopic chain in excellent agreement with the best available coupled-cluster calculations at a fraction of the computational cost.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-128218
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik > Theoretische Kernphysik
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik > Theoretische Kernphysik > Kern- und Vielteilchenphysik
Hinterlegungsdatum: 10 Mär 2022 13:13
Letzte Änderung: 26 Jul 2024 10:23
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