Coupled Cluster

Coupled Cluster (CC) bezeichnet eine Methode zur Lösung der Schrödinger-Gleichung, die besonders in der Quantenchemie als eine von vielen post-Hartee-Fock ab initio Methoden verwendet wird. Es handelt sich um ein der Configuration Interaction ähnliches Verfahren. Die Vielteilchen-Wellenfunktion wird dabei in eine Basis aus Slater-Determinanten entwickelt, wodurch die Schrödinger-Gleichung auf ein Matrix-Eigenwertproblem reduziert wird. Die (teilweise) Diagonalisierung dieser Matrix liefert dann die Eigenzustände des quantenmechanischen Systems.^[1]

Da die Genauigkeit z. B. der Hartree-Fock (HF) Lösungen in der Regel nicht ausreichend ist, muss im Anschluss an z. B. eine HF-Rechnung eine korrelierte Rechnung durchgeführt werden, wobei die vorher berechneten unbesetzten Orbitale zum Einsatz kommen.^[1]

Die Methode stammte ursprünglich aus der Kernphysik und wurde dort in den 1950er Jahren von Fritz Coester und Hermann Kümmel eingeführt. In den 1960er Jahren wurde sie von Jiří Čížek (später zusammen mit Josef Paldus) für Elektronenkorrelationen in Atomen und Molekülen formuliert und fand weite Verbreitung in der Quantenchemie. Für die Coupled Cluster Methode (CCM) erhielten Kümmel und Raymond Bishop 2005 die Feenberg-Medaille.

1. ↑ ^{a b} Young, David C.: Computational chemistry : a practical guide for applying techniques to real world problems. Wiley, New York 2001, ISBN 0-471-33368-9, S. 25.