Estudi de l'3He bidimensional amb mètodes de Monte Carlo quàntics

Resumen

En aquest treball es presenta un estudi de l'3He a temperatura zero combinant les tècniques de Monte Carlo variacional (VMC) i la difusiva (DMC) amb nodes fixos (FN) i relaxació dels nodes (RN). L'estudi comença amb una presentació de les característiques de l'heli i una revisió històrica tant del seu estudi com de les tècniques de Monte Carlo. La primera part del treball exposa en detall els mètodes de càlcul emprats. Es fa un repàs dels mètodes variacional i difusiu així com de l'aplicació de condicions periòdiques de contorn i de la tècnica emprada per a calcular estimadors purs. Es proposa un càlcul de les cues que proporciona un valor final de l'energia molt proper a la del sistema vertaderament infinit. Això permet obtenir resultats numèrics pràcticament independents del nombre de partícules emprades en la simulació. A més, amb l'ús de la tècnica combinada FN-RN, es te una mesura de la proximitat al resultat exacte del valor FN trobat. L'estudi variacional de l'3He tridimensional ocupa la segona part de la tesi. En ella s'analitza la influència sobre l'energia de cadascun dels mecanismes de correlació emprats, i es comparen amb altres resultats ja existents a la literatura. En destaca l'optimització de la funció de backflow, que condueix a uns resultats clarament millors. Es presenta també una anàlisi VMC en la que es valora la introducció de nous mecanismes de correlació a la funció d'ona, mostrant que la introducció de correccions d'ordre superior al backflow són irrellevants. Els resultats d'aquesta part, fàcilment comparables amb dades experimentals, serveixen com a banc de prova per als programes que seran adaptats després al sistema bidimensional. La tercera part del treball s'ocupa del sistema d'3He bidimensional infinit en absència de qualsevol substrat de suport. Amb el mètode DMC es calcula l'equació d'estat del sistema a polarització variable, i s'avaluen els efectes que té en cadascun d'ells les interaccions de backflow. Els resultats mostren que el sistema no posseeix cap estat auto-lligat. Es calcula després el sistema a polarització variable i se'n analitzen algunes propietats físiques. Els valors obtinguts de la susceptibilitat magnètica apunten l'existència d'una transició de fase magnètica a polaritzacions de l'orde del 50%.