Código YAMBO

Yambo es un paquete de software para estudiar aspectos de la teoría de muchos cuerpos en sólidos y sistemas moleculares . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Calcula las propiedades del estado excitado de sistemas físicos a partir de primeros principios , por ejemplo, a partir de leyes de mecánica cuántica sin utilizar datos empíricos. Es un software de código abierto publicado bajo la Licencia Pública General GNU (GPL). Sin embargo, el repositorio principal de desarrollo es privado y solo un subconjunto de las características disponibles en el repositorio privado se clona en el repositorio público y, por lo tanto, se distribuye. [ ^{3 ] El} nombre Yambo no significa nada en particular; una interpretación del mismo como Yet Another Many - Body Oracle ( o incluso Yet Another Many-Body Oracle ) sería, en última instancia, extraoficial y dependería de la voluntad o preferencia del usuario. ^{[ 4 ]}

Yambo puede calcular:

• Energías de cuasipartículas : polo de plasmón, ^{[ 5 ]} aproximación COHSEX, ^{[ 5 ]} o eje real
• Tiempos de vida ^{[ 6 ]} dentro de la aproximación GW
• Absorción óptica : RPA, Bethe Salpeter con o sin aproximación de Tamm-Dancoff, ^{[ 7 ]} TDDFT en TD-LDA o LRC ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• Espectroscopia de pérdida de energía de electrones
• Polarizabilidad dinámica
• Acoplamiento electrón-fonón (teoría de perturbación estática ^{[ 10 ]} y dinámica ^{[ 11 ]} )
• propiedades magnetoópticas ^{[ 12 ]}
• espectroscopia de superficie ^{[ 13 ]}

Yambo puede tratar moléculas y sistemas periódicos (tanto metálicos como aislantes) en tres dimensiones (sólidos cristalinos), dos dimensiones (superficies) y una dimensión (por ejemplo, nanotubos , nanocables , cadenas poliméricas ). También puede manejar sistemas magnéticos colineales (es decir, funciones de onda polarizadas por espín ) y no colineales ( espinores ).

Los sistemas típicos tienen un tamaño de entre 10 y 100 átomos, o entre 10 y 400 electrones, por celda unitaria en el caso de sistemas periódicos.

Yambo se basa en la teoría de perturbación de muchos cuerpos y la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo . ^{[ 14 ] [ 15 ]} Las energías de las cuasipartículas se calculan dentro de la aproximación GW ^{[ 16 ]} para la autoenergía. Las propiedades ópticas se calculan resolviendo la ecuación de Bethe-Salpeter ^{[ 17 ] [ 18 ]} o utilizando la aproximación de densidad local adiabática dentro de la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo.

Yambo utiliza un conjunto de base de ondas planas para representar las funciones de onda electrónicas (de una sola partícula). Los electrones internos se describen con pseudopotenciales que conservan la norma . La elección de un conjunto de base de ondas planas impone la periodicidad de los sistemas. Los sistemas aislados y los sistemas que son periódicos solo en una o dos direcciones pueden tratarse utilizando un enfoque de supercelda. Para tales sistemas, Yambo ofrece dos técnicas numéricas para el tratamiento de las integrales de Coulomb: el método de corte ^{[ 19 ]} y el método de integración aleatoria.

• Yambo se interconecta con códigos funcionales de densidad de ondas planas: ABINIT , PWscf , CPMD y con la biblioteca ETSF-io. ^{[ 20 ]} Las utilidades que conectan estos códigos con Yambo se distribuyen junto con el programa principal.
• El código fuente está escrito en Fortran 95 y C.
• El código se paraleliza utilizando bibliotecas de ejecución MPI.

• Yambo cuenta con una interfaz de usuario de línea de comandos. Al ejecutar el programa con una opción específica, se genera la entrada con valores predeterminados para los parámetros, que coinciden con los datos actuales del sistema.
• Una herramienta de postprocesamiento, distribuida junto con el programa principal, ayuda con el análisis y la visualización de los resultados.

• Sistemas basados ​​en Unix
• Compiladores para los lenguajes de programación Fortran 95 y C
• Opcional: Compilador PGI Fortran para la versión GPU (a partir de la versión 4.5)
• opcional: netcdf , fftw , mpi (para ejecución paralela), etsf-io Archivado el 11/09/2009 en Wayback Machine , libxc , hdf5
• Los requisitos de hardware dependen en gran medida del sistema físico en estudio y del nivel de teoría elegido. En el caso de la memoria de acceso aleatorio (RAM), los requisitos pueden variar desde menos de 1 GB hasta varios GB, según el problema.

El equipo de Yambo ofrece una página wiki con una lista de tutoriales y apuntes de clase . En el sitio web de Yambo también se encuentra una lista de todas las tesis realizadas con el código.

Parte del código de YAMBO se encuentra en un repositorio privado. Estas son las funcionalidades implementadas que aún no se han distribuido:

• energía total utilizando el teorema de fluctuación-disipación de conexión adiabática ^{[ 21 ]}
• campo magnético ^{[ 22 ]}
• GW autoconsistente ^{[ 23 ]}
• Bethe-Salpeter dinámico ^{[ 24 ]}
• Bethe-Salpeter de momento finito
• espectroscopia en tiempo real ^{[ 25 ]}
• núcleos avanzados para la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo (núcleo Nanoquanta ^{[ 26 ]} ).

• Sitio web oficial
• Yambo en GitHub