Ab initio (från latin - "från början") - rättfärdigandet av varje fenomen från naturlagarna i naturen utan att involvera ytterligare empiriska antaganden eller speciella modeller.
Ab initio i litteraturen - att läsa, att berätta från allra första början; till skillnad från i medias res (som betyder "i mitten", att börja berätta en historia från en viss mellanpunkt).
Ab initio i fysiken är lösningen av ett problem från första grundläggande principer utan att tillgripa ytterligare empiriska antaganden . Vanligtvis antyds en direkt lösning av kvantmekanikens ekvationer . Trots namnet görs ofta vissa antaganden och förenklingar. Sådana förenklingar gör det möjligt att beräkna system med ett stort antal atomer eller atomer med ett stort antal elektroner. Ett exempel på en sådan förenkling är användningen av PAW-potentialer.
Termen ab initio kommer från kvantfysiken och användes först av Robert Parr och David Craig när de studerade bensenmolekylens exciterade tillstånd .
Termen namnger faktiskt ett av områdena inom modern teoretisk fast tillståndsfysik . Betyder en uppsättning fysiska approximationer, beräknings- och optimeringsprocedurer som används för att beräkna elektroniska och fononspektra för att hitta de termodynamiska och kinetiska egenskaperna hos ett material, såsom värmeutvidgningskoefficient , elektrisk konduktivitet och andra. Till exempel, för att beräkna energin för sublimering per atom, används skillnaden mellan energierna hos en atom i ett kristallint tillstånd och en isolerad atom placerad i en stor cell (som liknar en fri atom). Den första av de stora framgångarna i denna riktning kan betraktas som konceptet med ett självkonsistent fält och Hartree - ekvationen och deras direkta förfining, Hartree- Fock-ekvationerna . Dessa ekvationer, med olika variationer, är grunden för beräkningsmetoder inom kvantkemi .
Nyligen har metoder för ab initio- beräkningar baserade på användningen av densitetsfunktionella metoden blivit alltmer utbredda inom fasta tillståndets fysik .
Fördelen med första principberäkningar är den exakta beskrivningen av den atomära interaktionen, med hänsyn till kvanteffekter. Nackdelen är omöjligheten att beräkna mikroskopiska system med ett tillräckligt stort antal partiklar, till exempel atomer (nästan sällan fler än 100) inom rimlig tid.
Om vi ordnar de moderna modelleringsmetoderna som används inom fysiken i ordningsföljd för att öka storleken på systemen som modelleras och simuleringstiden, så blir bilden följande:
På samma sätt, i punkterna 1 - 5, ökar antalet förenklingar och approximationer, vilket kan påverka resultatets riktighet.
Vid beräkning av egenskaperna hos titan ger ABINIT och VASP liknande värden.