De la surface au cœur des étoiles : vers une modélisation unifiée de la matière condensée aux plasmas - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

From the surface to the core of stars : towards a unified modeling from condensed matter to plasmas

De la surface au cœur des étoiles : vers une modélisation unifiée de la matière condensée aux plasmas

Résumé

In first-principles quantum codes, the number of orbitals needed to describe a set of atoms highly increases with temperature. These quantum molecular dynamics codes (QMD) are therefore limited to temperatures lower than a few tens of electronvolts. However, at high temperature, a significant part of the orbitals concerns free electrons of high energy, weakly coupled to the ions of the plasma. This thesis proposes a simplification of these high energy orbitals by replacing, beyond a certain band cut, the full detailed numerical computation with an analytical summation of pure plane waves. The main goal of this thesis is to develop a new quantum ab initio model allowing to describe the matter universally over a large range of densities and temperatures, for a lot less computational cost than other methods. This model is implemented and shared in the QMD free and open-source software ABINIT. This approach is finally tested with the computation of equations of state.
Dans les codes de principes premiers quantiques, le nombre d’orbitales nécessaire à la description d’un ensemble d’atomes croît fortement avec la température. Ces codes de dynamique moléculaire quantique (QMD) sont de fait limités à des températures inférieures à quelques dizaines d’électronvolts. Cependant, à haute température, une partie significative des orbitales concerne des électrons libres de haute énergie, faiblement couplés aux ions du plasma. Cette thèse propose une simplification de ces orbitales de haute énergie en remplaçant, au-delà d’une certaine bande de coupure, le calcul numérique détaillé par une sommation analytique d’ondes planes pures. L’objectif principal de la thèse est de développer un nouveau modèle ab initio quantique permettant de décrire la matière de manière universelle, sur des larges gammes de densités et de températures, pour un coût en temps de calcul très réduit par rapport aux autres méthodes. Ce modèle est implémenté et partagé dans le code ouvert de QMD ABINIT. Enfin, cette approche est mise en œuvre dans le calcul d’équations d’état.
Fichier principal
Vignette du fichier
108995_BLANCHET_2022_archivage.pdf (9.65 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03613174 , version 1 (18-03-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03613174 , version 1

Citer

Augustin Blanchet. De la surface au cœur des étoiles : vers une modélisation unifiée de la matière condensée aux plasmas. Gaz Quantiques [cond-mat.quant-gas]. Université Paris-Saclay, 2022. Français. ⟨NNT : 2022UPASP017⟩. ⟨tel-03613174⟩
215 Consultations
194 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More