三维电子气的低密度相图

采用变分与扩散量子蒙特卡洛方法研究了极低密度下三维均匀电子气的零温相图。在有限模拟元胞中，于不同密度与自旋极化下，使用 Slater-Jastrow-backflow 与 Slater-Jastrow 多体波函数确定了费米流体与体心立方 Wigner 晶体的基态能量。利用扭转平均边界条件与每粒子能量向无限系统尺寸热力学极限的外推消除了有限尺寸误差。与以往研究不同，我们的结果表明电子气在密度参数 $r_\text{s} = 86.6(7)$ 处直接经历从顺磁流体到体心立方晶体的第一数量子相变，不存在巡游铁磁流体的稳定区。但在 $r_\text{s}=93(3)$ 处存在从反铁磁晶体到铁磁晶体的可能磁相变。