Studio del gas di elettroni omogeneo tramite il metodo Monte Carlo

Il gas omogeneo di elettroni è un sistema modello periodico di elettroni interagenti posti in un potenziale esterno corrispondente ad una distribuzione di carica positiva costante. Per simmetria l’energia dello stato fondamentale del gas di elettroni è funzione della sola densità elettronica. Lo studio computazionale di tale funzione ha permesso l’introduzione di potenziali di correlazione e scambio realistici e di conseguenza l’affermazione dei metodi a principi-primi basati sulla teoria del funzionale della densità. E’ stato mostrato che il gas di elettroni omogeneo, in tre dimensioni, presenta, a temperatura nulla, un diagramma di fase non triviale. Ad alta densità il sistema è in una fase para-magnetica, che passa ad una fase ferromagnetica a densità minori. Per densità ancora minori il sistema passa ad una fase cristallina isolante (cristallo di Wigner). Tali risultati sono frutto di accurate simulazioni basate su metodi Monte Carlo. L’obbiettivo del lavoro di tesi di vagliare gli approcci Monte Carlo disponibili nel codice CASINO applicandoli al gas di elettroni omogeneo.