Дэвид Сеперли
Дэвид М. Сеперли | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | 1 января 1949 г. Чарльстон, Западная Вирджиния |
| Национальность | Американский |
| Заголовок | профессор физики |
| Награды | Член Американского физического общества Член Американской академии искусств и наук Избранный член Национальной академии наук. Мемориальная медаль Юджина Финберга Премия Анисура Рахмана |
| Академическое образование | |
| Образование | Бакалавр физики и математики (1971) Кандидат теоретической физики (1976 г.) |
| Альма-матер | Мичиганский университет Корнелльский университет |
| Докторантура | Джеффри Честер Мальвин Калос |
| Другие советники | Джоэл Лебовиц Берни Алдер Джон Бардин Энтони Леггетт |
| Академическая работа | |
| Учреждения | Университет Иллинойса |
| Основные интересы | Квантовый Монте-Карло |
Дэвид Мэтью Сеперли теоретик (род. 1949) — физик- на физическом факультете Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC). Он является мировым экспертом в области квантовых вычислений Монте-Карло — метода вычислений, который, как считается, обеспечивает точные количественные результаты для задач многих тел, описываемых квантовой механикой.
Жизнь, образование и карьера
[ редактировать ]Сеперли родился в Чарльстоне, Западная Вирджиния, США, в 1949 году и учился там в средней школе Джорджа Вашингтона. Он был студентом Атлантического колледжа в Уэльсе, Великобритания, получил степень бакалавра физики и математики в Мичиганском университете в Анн-Арборе в 1971 году и докторскую степень по теоретической физике в Корнельском университете в 1976 году. Его консультантами были Джеффри Честер из Корнелльского университета и Малвин Калос из Курантовского института Нью -Йоркского университета . У него были постдокторские должности в Орсе, Франция, Нью-Йоркском университете и Университете Рутгерса , где он работал с Джоэлом Лебовицем над моделированием полимеров. С 1978 по 1987 год он был научным сотрудником Национального ресурса по вычислительной химии в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. С 1987 года он был профессором Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и сотрудником Национального Центр суперкомпьютерных приложений с 1987 по 2012 год. В своем развитии как ведущего математического и вычислительного физика Сеперли имел ряд признанных наставников, многие из которых были его бывшими руководителями, такими как Джеффри Честер, Малвин Калос, Джоэл Лебовиц и Берни Алдер . В UIUC на него повлияли лауреаты Нобелевской премии по физике Энтони Леггетт и Джон Бардин .
Сеперли был женат на Перин Дэвис (1950–2015); у них трое детей.
Основной профессиональный вклад
[ редактировать ]Методы Чеперли превратили формулировку квантовой механики сильно взаимодействующих многочастичных систем с интегралом по траекториям в точный инструмент для количественного выяснения свойств электронов в твердых телах, сверхтекучих веществах и других сложных квантовых системах. Его расчет совместно с Берни Алдером уравнения состояния трехмерного электронного газа с использованием стохастического метода. [ 1 ] [ 2 ] предоставил основные и окончательные исходные данные для численного применения теории функционала плотности к электронным системам. Их совместная публикация — одна из самых цитируемых статей в журнале Physical Review Letters . [ нужна ссылка ] Обменно-корреляционный функционал Танатара-Цеперли [ 3 ] используется для двумерного электронного газа.
Сеперли не только применил фейнмановское точное отображение сверхтекучего 4He на классические кольцевые полимеры, но и создал алгоритмы, позволяющие сделать интеграцию по траекториям точным вычислительным инструментом для сравнения теории с экспериментом. Этот метод позволил объяснить сверхтекучесть с точки зрения чисел витков и выявить глубокую связь между сверхтекучестью и конденсацией Бозе-Эйнштейна . [ 4 ] Он получил точное выражение для туннельного расщепления в сложных системах и, вычислив обмен в квантовых кристаллах, выяснил причину магнетизма в твердом 3He. [ 5 ] Он представил метод ограниченного интеграла по траекториям для рассмотрения 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, предсказав таким образом основную гюгонио сжатого дейтерия. [ 7 ] в соответствии с экспериментами с ударной волной .
Сеперли был пионером новых методов стохастических вычислений квантовых систем: вариационных методов Монте-Карло для фермионов, [ 8 ] методы аппроксимации фиксированного узла и узлового освобождения, использование шагов Метрополиса для обеспечения обратимости в приближенных функциях Грина, [ 9 ] разработка метода диффузии Монте-Карло (DMC) с выборкой по важности, который в значительной степени заменил другие методы, использование усредненных по скручиванию граничных условий для уменьшения систематических ошибок размера, [ 10 ] распространение DMC на системы с нарушенной симметрией обращения времени , метод фиксированной фазы. [ 11 ] Это важные составляющие, позволяющие сделать методы количественными и точными. Сеперли также представил и разработал метод Монте-Карло связанных электронов и ионов, метод моделирования на основе первых принципов для выполнения статистических расчетов квантовых ядер с конечной температурой с использованием электронных энергий. [ 12 ] и установил фазовый переход первого рода при переходе металл-изолятор жидкого водорода. [ 13 ]
Ричард Мартин и Сеперли начали серию ежегодных семинаров «Последние разработки в методах электронных структур». [ 14 ] в 1989 году. Сеперли также был организатором летних школ по вычислительному материаловедению. Видео лекций Чеперли [ 15 ] о квантовых методах Монте-Карло можно найти на YouTube.
Избранные награды и награды
[ редактировать ]Новаторская работа Сеперли по разработке и применению метода Монте-Карло интеграла по траекториям для квантовых систем многих тел , таких как сверхтекучий гелий и водород, в экстремальных условиях была признана несколькими организациями, включая члена Американского физического общества (1992), Юджина. Мемориальная медаль Финберга [ 16 ] за физику многих тел (1994 г.), премию Анисура Рахмана в области вычислительной физики Американского физического общества (1998 г.), член Американской академии искусств и наук (1999 г.) и избранный член Национальной академии наук США (2005 г.). ). Он стал профессором-основателем инженерного дела (2006 г.), профессором Центра перспективных исследований (2009 г.) и профессором Blue Waters (2014 г.) в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн. В 2016 году он был награжден премией Берни Алдера от CECAM (Лозанна, Швейцария).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сеперли, Д. (1 сентября 1978 г.). «Основное состояние фермионной однокомпонентной плазмы: исследование Монте-Карло в двух и трех измерениях». Физический обзор B . 18 (7). Американское физическое общество (APS): 3126–3138. Бибкод : 1978PhRvB..18.3126C . дои : 10.1103/physrevb.18.3126 . ISSN 0163-1829 .
- ^ Чеперли, DM; Олдер, Би Джей (18 августа 1980 г.). «Основное состояние электронного газа стохастическим методом» . Письма о физических отзывах . 45 (7). Американское физическое общество (APS): 566–569. Бибкод : 1980PhRvL..45..566C . дои : 10.1103/physrevlett.45.566 . ISSN 0031-9007 . S2CID 55620379 .
- ^ Танатар, Б.; Сеперли, DM (15 марта 1989 г.). «Основное состояние двумерного электронного газа». Физический обзор B . 39 (8). Американское физическое общество (APS): 5005–5016. Бибкод : 1989PhRvB..39.5005T . дои : 10.1103/physrevb.39.5005 . ISSN 0163-1829 . ПМИД 9948889 .
- ^ Сеперли, DM (1 марта 1995 г.). «Интегралы по траекториям в теории конденсированного гелия». Обзоры современной физики . 67 (2). Американское физическое общество (APS): 279–355. Бибкод : 1995РвМП...67..279С . дои : 10.1103/revmodphys.67.279 . ISSN 0034-6861 .
- ^ Чеперли, DM; Джакучи, Г. (20 апреля 1987 г.). «Расчет обменных частот в bcc 3 Он с методом Монте-Карло, интегральным 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 . ПМИД 10034498 .
- ^ Сеперли, DM (13 июля 1992 г.). «Интегральные по траекториям расчеты 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 .
- ^ Милитцер, Б.; Чеперли, DM (28 августа 2000 г.). «Интегральный расчет по траектории гугониота дейтерия по методу Монте-Карло». Письма о физических отзывах . 85 (9). Американское физическое общество (APS): 1890–1893. arXiv : физика/0001047 . Бибкод : 2000PhRvL..85.1890M . doi : 10.1103/physrevlett.85.1890 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10970640 . S2CID 16423777 .
- ^ Сеперли, Д.; Честер, ГВ; Калос, Миннесота (1 сентября 1977 г.). «Моделирование методом Монте-Карло исследования многих фермионов». Физический обзор B . 16 (7). Американское физическое общество (APS): 3081–3099. Бибкод : 1977PhRvB..16.3081C . дои : 10.1103/physrevb.16.3081 . ISSN 0556-2805 .
- ^ Рейнольдс, Питер Дж.; Сеперли, Дэвид М.; Алдер, Берни Дж.; Лестер, Уильям А. (1982). «Квант Монте-Карло с фиксированным узлом для молекул». Журнал химической физики . 77 (11). Издательство AIP: 5593–5603. дои : 10.1063/1.443766 . ISSN 0021-9606 .
- ^ Лин, К.; Зонг, FH; Сеперли, DM (18 июня 2001 г.). «Твист-усредненные граничные условия в континуальных квантовых алгоритмах Монте-Карло». Физический обзор E . 64 (1): 016702. arXiv : cond-mat/0101339 . Бибкод : 2001PhRvE..64a6702L . дои : 10.1103/physreve.64.016702 . ISSN 1063-651X . ПМИД 11461437 . S2CID 8494735 .
- ^ Ортис, Г.; Чеперли, DM; Мартин, РМ (25 октября 1993 г.). «Новый стохастический метод для систем с нарушенной симметрией обращения времени: 2D фермионы в магнитном поле». Письма о физических отзывах . 71 (17). Американское физическое общество (APS): 2777–2780. Бибкод : 1993PhRvL..71.2777O . дои : 10.1103/physrevlett.71.2777 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10054773 .
- ^ Чеперли, DM; Дьюинг, М. (22 мая 1999 г.). «Метод штрафа за случайные блуждания с неопределенной энергией». Журнал химической физики . 110 (20): 9812–9820. arXiv : физика/9812035 . Бибкод : 1999JChPh.110.9812C . дои : 10.1063/1.478034 . ISSN 0021-9606 . S2CID 8091933 .
- ^ Моралес, Массачусетс; Пьерлеони, К.; Швеглер, Э.; Чеперли, DM (21 июня 2010 г.). «Доказательства перехода жидкость-жидкость первого рода в водороде под высоким давлением на основе ab initio моделирования» . Труды Национальной академии наук . 107 (29): 12799–12803. дои : 10.1073/pnas.1007309107 . ISSN 0027-8424 . ПМК 2919906 . ПМИД 20566888 .
- ^ «Последние разработки в области электронных структур | Центр расчета материалов» . Mcc.uiuc.edu. 3 апреля 2014 года . Проверено 20 мая 2014 г.
- ^ «Мастерские МСС» . Проверено 20 мая 2014 г. - через YouTube.
- ^ «Недавний прогресс во многих теориях тела» . Индиана.edu. Архивировано из оригинала 13 сентября 2016 года . Проверено 20 мая 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- [1] Недавняя разработка семинара по электронной структуре.
- [2] Лекции Сеперли на YouTube
- [3] Архивировано 13 сентября 2016 года в Мемориальной медали Wayback Machine Feenberg.
- [4] Премия CECAM Берни Дж. Алдера
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
| Другой | |
- Американские физики XXI века
- Живые люди
- Выпускники Колледжа литературы, науки и искусств Мичиганского университета
- Люди, получившие образование в Атлантическом колледже
- Вычислительные физики
- Люди из Чарльстона, Западная Вирджиния
- Выпускники Корнеллского университета
- Факультет Университета Иллинойса Урбана-Шампейн
- Члены Американского физического общества
- Члены Американской академии искусств и наук
- Члены Национальной академии наук США
- 1949 рождений
- Люди, получившие образование в колледже United World