Учёные из Института элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова (ИНЭОС) в соавторстве с американскими коллегами из Темпльского университета (Филадельфия) опубликовали в журнале Science ошеломляющую статью “Теория функционала электронной плотности сбивается с пути точного функционала” (Density functional theory is straying from the path toward the exact functional).
Эта теория получила развитие только во второй половине XX века, но с 70-х годов метод стал одним из самых универсальных в квантовой физике и химии, и широко применяется для расчётов. Например, для расчёта электронной структуры молекул. Как рассказал ТАСС один из авторов статьи И.Бушмаринов, метод “давно вышел за пределы работ теоретиков, грубо говоря, это квантовая химия “на коленке”.
Все функционалы, используемые для расчёта реальных систем – результат приближений. Одни базируются на теории, другие эмпирические, в т.ч., полученные путём подгонки параметров. В целом теория развивалась успешно, а результаты становились точнее – до начала 2000-х годов, когда эта тенденция была обращена вспять с помощью неограниченных функционалов, принеся в жертву физическую строгость для гибкости эмпирической подгонки.
Это встревожило, и аспирант ИНЭОС Михаил Медведев за полгода протестировал на суперкомпьютере “Ломоносов” почти все известные функционалы плотности (а их 128). “Полученные результаты входили в противоречие с принципом, известным любому программисту: нельзя с помощью алгоритма получить верный результат из неверных данных”, – отмечает М.Медведев в пресс-релизе.
Далее московские учёные-кристаллографы подключили американских коллег-физиков. В итоге и родилась эта статья в Science с весьма резонансным для научного мира заголовком.