Een Modelleringsschema op Basis van Randvoorwaarden om de Computationele Gap tussen het Klassieke Electromagnetisme en Quantum Fysica te Overbruggen

Het klassieke Electromagnetisme, gezien als de modelleringstechniek die de interactie tussen EM golven en materie beschrijft, is een zeer succesvolle en bewezen techniek die een groot aandeel gehad heeft in de vooruitgang van de menselijke beschaving. Het kan gezien worden als een van de hoekstenen in de verwezenlijking van moderne communicatiesystemen, en heeft op dergelijke manier een enorme impact gehad of de dagelijkse leefwereld van mensen. Echter, zeer recentelijk hebben 'deep-nanoscale' experimenten gesuggereerd dat er een nood is aan een volledig nieuwe manier van modelleren, een manier die een brug slaat tussen het klassieke electromagnetisme en quantum fysica. Een verschuiving van paradigma is dus nodig samengaand met een veel verfijnder materiaalmodel. In dit project addresseren we dit probleem door een 'Modelleringsschema op Basis van Randvoorwaarden' te pionieren dat de dynamica van EM golven combineert met de hydrodynamische beweging van electronen. Het voorgestelde onderzoek is een manier om de computationele 'gap' tussen de klassieke macroscopische wereld en de niet-klassieke mesoscopische quantumwereld te overbruggen. Het laat toe om een hele reeks van nieuwe fysische fenomenen die zich op nanoschaal afspelen volledig kwantitatief te begrijpen. Het is de verwachting dat dit onderzoek zal bijdragen tot het oplossen van vele fundamentele problemen waar de menselijke beschaving momenteel tegenop kijkt, net zoals het klassieke electromagnetisme dit in het verleden gedaan heeft.

Trefwoorden:Computational Electromagnetics, Non-classical effects, Mode Matching Method, Boundary Element Method

Disciplines:Analytische aspecten en differentiaalvergelijkingen in de fysica