Релятивистские поправки в квантовой химии

[B3LYP]

Когда методами квантовой химии вычисляют свойства молекул, уравнение Шредингера решается только для молекул вроде бензола, содержащих только довольно лёгкие атомы. Для таких молекул, как соединений лантаноидов, надо решать уже не уравнение Шредингера а уравнение Дирака, в котором учитываются релятивистские эффекты. Наглядно это можно объяснить так, что для тяжёлых атомов вроде лантана, электроны в атоме “движутся со скоростью близкой к скорости света”, отсюда и необходимость учёта релятивизма. Иногда для некоторых атомов средних размеров тоже важно учитывать релятивизм, например для атома золота (золото имеет жёлтый цвет из-за релятивистских эффектов).
Для решения уравнения Дирака, часто используются разные приближенные подходы, вроде приближения Douglas-Kroll-Hess, или так называемые эффективные остовные псевдопотенциалы.
Релятивисткие поправки можно разделить на скалярные поправки, которые являются более общим случаем, и отдельные поправки вроде спин-орбитального взаимодействия, которые могут быть довольно важны и для лёгких атомов.
У меня сейчас вот какой вопрос: как правильнее сказать, на какой теории основаны эти релятивистские поправки. Я не уверен что корректно называть теорию относительности. Один знакомый альт, который ругал СТО, сказал что в СТО корректной частью являются преобразования Лоренца, а вклад Эйнштейна это скорее “философская концепция” которую этот альт не одобряет. Итого у меня такой вопрос: релятивистские поправки в квантовой химии основаны на теории относительности, или же на чём-то более раннем, например преобразованиях Лоренца?

[Ghost_of_past]

B3LYP в сообщении #1721603 писал(а):

У меня сейчас вот какой вопрос: как правильнее сказать, на какой теории основаны эти релятивистские поправки. Я не уверен что корректно называть теорию относительности.

Релятивистская квантовая химия базируется именно на уравнении Дирака, а Дирак вывел его с одной главной целью: сделать квантовую механику совместимой со СТО. При выводе своего уравнения Дирак опирался не на одни лишь преобразования координат, а на фундаментальное релятивистское соотношение между энергией, импульсом и массой. И такое соотношение представляет собой прямое следствие эйнштейновской динамики и концепции эквивалентности массы и энергии.

B3LYP в сообщении #1721603 писал(а):

Один знакомый альт, который ругал СТО, сказал что в СТО корректной частью являются преобразования Лоренца, а вклад Эйнштейна это скорее “философская концепция” которую этот альт не одобряет.

Ваш знакомый альт повторяет довольно старое заблуждение, пытаясь отделить "рабочую математику" от "философии". Лоренц и Пуанкаре действительно вывели сами математические формулы преобразований до Эйнштейна. Однако в теории Лоренца эти преобразования были искусственной математической подгонкой, насколько я понимаю. Вклад Эйнштейна (СТО) не "философия", а смена физических постулатов: 1) скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета; 2) законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Именно из этих постулатов Эйнштейн вывел новую физику пространства-времени и новую динамику (импульс и энергию). Уравнение Дирака требует именно этой новой динамики и новой энергии, а не просто математического сдвига координат.

B3LYP в сообщении #1721603 писал(а):

Итого у меня такой вопрос: релятивистские поправки в квантовой химии основаны на теории относительности, или же на чём-то более раннем, например преобразованиях Лоренца?

Преобразования Лоренца - это математический аппарат (кинематика). Но энергия взаимодействия электронов, масса покоя, спин и релятивистский импульс, которые закладываются в квантово-химические расчеты представляют собой именно СТО. Поэтому говорить "поправки на основе теории относительности" совершенно корректно и научно обосновано.

[realeugene]

B3LYP в сообщении #1721603 писал(а):

Один знакомый альт, который ругал СТО, сказал что в СТО корректной частью являются преобразования Лоренца, а вклад Эйнштейна это скорее “философская концепция” которую этот альт не одобряет. Итого у меня такой вопрос: релятивистские поправки в квантовой химии основаны на теории относительности, или же на чём-то более раннем, например преобразованиях Лоренца?

На СТО. Преобразования Лоренца изначально были подобраны для электромагнетизма. Потом оказалось, что они применимы вообще для всех физических законов, а если какой-то старый физический закон им не соответствует - то его нужно поправить так, чтобы он им строго соответствовал. И эксперименты неизбежно подтверждают правильность именно дополненной релятивистской формы этого закона, а не исходной. Любой физический закон, а не только электродинамику. В том числе, и квантовую механику. Которая заведомо не сводится к электромагнетизму.