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Calculs en trois dimensions

Dans un deuxième temps, il a fallu d'une part supprimer la restriction à la symétrie axiale de nos études préliminaires, afin de lever toutes les dégénérescences qui pourraient influencer la dynamique, d'autre part inclure explicitement l'effet des ions sur les électrons de valence.

Nous avons en cette occasion repensé les techniques numériques de résolution des équations quantiques couplées dépendant du temps. Dans les études à symétrie axiale, nous avions employé un traitement Crank-Nicholson autocohérent (pour tenir compte des non-linéarités du système d'équations aux dérivées partielles), approché par une propagation successive dans chacune des directions d'espace (A.D.I. ou Peaceman-Rachford). Nous avons repris cette approche, mais également mis au point un traitement alternant la propagation dans l'espace direct et dans celui de Fourier, où l'opérateur Laplacien est local.

Une simulation séquentielle en trois dimensions (sans aucune symétrie) a donc été conçue, et elle a été implantée sur stations de travail en automne 1995 ; cependant des limitations aussi bien en mémoire qu'en vitesse de traitement se sont manifestées assez rapidement. Pour aller plus loin, aussi bien en nombre de particules, taille des réseaux ou traitement complet du problème, il s'est avéré indispensable d'utiliser des moyens de calcul intensifs et des simulations sur calculateurs parallèles.


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Florent Calvayrac
1999-05-05