Chachiyo’s formula Citations - การถูกอ้างอิงทางวิชาการ

(พร้อมบริบทของการถูกอ้างอิง)

จากการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 8 กรกฎาคม 2559 ในวารสาร Journal of Chemical Physics (JCP) “สูตรชาชิโย” ถูกเรียกเป็นศัพท์เทคนิคทางวิชาการว่า “Chachiyo correlation functional” ถูกนำมาใช้ในงานวิจัย ถูกบรรยายเป็นองค์ความรู้เบื้องต้นในวิทยานิพนธ์ เป็นเนื้อหาในตำราเรียน มีรายละเอียด(พร้อมลิงค์ในการตรวจสอบ)ดังนี้

A) ในงานวิจัย

1) Karasiev, Valentin “Comment on Communication: Simple and accurate uniform electron gas correlation energy for the full range of densities” The Journal of Chemical Physics 145.15 (2016): 157101. http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964758

ข้างต้น เป็นหลักฐานทางวิชาการชิ้นแรก (peer reviewed) ที่มีการเรียกชื่อสูตรว่า the “Chachiyo correlation functional” อีกทั้งยังให้คำนิยมในเนื้อความว่าเป็น “elegant and simple” แปลว่า สง่างามและเรียบง่าย

Valentin เป็นนักวิจัยในสังกัด Quantum Theory Project ซึ่งเป็นหน่วยวิจัยทางด้านเคมีควอนตัมเก่าแก่มากแห่งหนึ่งของโลก ประกอบด้วยสมาชิกอาวุโสผู้บุกเบิกสาขา Quantum Chemistry ในอดีต อย่างเช่น Löwdin หรือ Slater

2) สุทธิดา จำรัส “การสร้างกรอบแนวคิด ‘การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์’ ผ่านประวัติของวิทยาศาสตร์” วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม เพื่อการเรียนรู้ 8.1 (2017): 181-195. http://ejournals.swu.ac.th/index.php/JSTEL/article/view/8388

นับเป็นงานวิจัยภาษาไทย (ฐาน TCI กลุ่ม 1) ชิ้นแรก ที่อ้างอิงผลงานของสูตรชาชิโย ภายในอธิบายถึงบทบาทของนักวิทยาศาสตร์ของไทยในศตวรรษที่ 21 มีข้อความว่า

“ในศตวรรษที่ 21 คนไทยได้เข้าไปมีบทบาทในการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การค้นพบและนำเสนอสูตรคำนวณพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอม ของ ทีปานิส ชาชิโย ซึ่งได้รับการยอมรับในระดับโลก (Chachiyo, 2016)”

ท่านอาจารย์ ดร.สุทธิดา จำรัส สังกัดคณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเขียงใหม่ มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ด้วยระบบ STEM

3) Rabeet Singh, Manoj K. Harbola. (2017) “A study of accurate exchange-correlation functionals through adiabatic connection” The Journal of Chemical Physics 147:14, 144105. http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4995698

4) Ukrit Jitropas, Chung-Hao Hsu. (2017) Study of the first-principles correlation functional in the calculation of silicon phonon dispersion curves. Japanese Journal of Applied Physics 56:7, 070313. http://iopscience.iop.org/article/10.7567/JJAP.56.070313

5) Ukrit Jitropas, Chung-Hao Hsu. (2017) Calculation of phonon dispersion relation using new correlation functional. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 211, 012002. https://doi.org/10.1088/1757-899X/211/1/012002

งานวิจัย 2 ชิ้นข้างต้น ตีพิมพ์ในเครือ IOP (Institute of Physics) โดยมีการเรียกชื่อสูตรอย่างเป็นทางการว่า “Chachiyo correlation functional” ซึ่งปรากฏทั้งในบทคัดย่อ (Abstract) และในเนื้อความ โดยนำสูตรชาชิโยมาเทียบกับสูตรของ Perdew-Zunger เพื่อคำนวณหาพฤติกรรมของการสั่นในผลึกซิลิกอน และได้สรุปว่า สูตรชาชิโย เป็น “First principle” correlation functional ที่สามารถคำนวณได้แม่นยำเพียงพอเมื่อเทียบกับผลการทดลอง

ในทางฟิสิกส์ คำว่า “First principle” ถือเป็นความสำเร็จ(แม้เกิดขึ้นไม่บ่อยครั้งนัก)ที่ความคิดของมนุษย์เพียงอย่างเดียว สามารถอธิบายพฤติกรรมของธรรมชาติได้ คำนี้มีความหมายว่า สมบูรณ์ในตัวเอง ไม่ต้องอิงอยู่กับอย่างอื่น

6) Ziesche, Paul, and Felix Hummel. “The role of exchange for the spin-parallel structure factor of jellium” arXiv:1605.08643 (2016). https://arxiv.org/abs/1605.08643

งานวิจัยชิ้นนี้แม้ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับสูตรชาชิโยเพราะเป็นงานที่มุ่งไปที่พลังงาน exchange (ในขณะที่สูตรชาชิโยเป็นพลังงานชนิด correlation) แต่ผู้วิจัยก็ได้อ้างถึงงานของสูตรชาชิโยในบทนำ เพื่อเกริ่นถึงพลังงานชนิดต่างๆที่สำคัญๆของอิเล็กตรอน

P. Ziesche เป็นนักวิจัยสังกัด Max Planck Institute เป็นสถาบันวิจัยด้านฟิสิกส์ที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของโลก

7) Dornheim, Tobias, Simon Groth, and Michael Bonitz. (2018) "The uniform electron gas at warm dense matter conditions." Physics Reports 744:1-86 . อ้างอิงในหน้า 3 หัวข้อ 1 Introduction https://doi.org/10.1016/j.physrep.2018.04.001

8) Bhattarai, Puskar, Abhirup Patra, Chandra Shahi, and John P. Perdew. (2018) "How accurate are the parametrized correlation energies of the uniform electron gas?." Physical Review B 97.19: 195128. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.195128

9) Neil Qiang Su, Chen Li, and Weitao Yang (2018) "Describing strong correlation with fractional-spin correction in density functional theory" PNAS https://doi.org/10.1073/pnas.1807095115

J.P. Perdew and Weitao Yang เป็นนักวิจัยระดับแนวหน้าในสาขา DFT โดยเฉพาะ Yang คือหนึ่งใน 3 เจ้าของสูตรพลังงาน Correlation Lee-Yang-Parr ซึ่งเป็นผลงานวิจัยที่ถูกอ้างอิง 10 อันดับแรกของประวัติศาสตร์โลก [อ้างอิง Nature]

B) ในวิทยานิพนธ์

บริบทของการอ้างอิงสูตรชาชิโยในวิทยานิพนธ์ คือ เป็นการไล่เรียงลำดับพัฒนาการที่สำคัญๆของทฤษฎี Density Functional Theory ที่จะเริ่มจากปี ค.ศ. 1964 หรือกว่า 50 ปีที่ผ่านมา รวมไปถึงปี ค.ศ. 2016 อันเป็นจุดสำคัญของทฤษฎี ที่มีการตีพิมพ์สูตรพลังงาน correlation ของชาชิโย มีรายละเอียดดังนี้

10) Technische Universität Wien ประเทศออสเตรีย โดย Lukas Linhart หัวข้อ “Electron scattering in graphene by accurately modeled lattice defects” หัวข้อ 2.1 Density functional theory http://repositum.tuwien.ac.at/obvutwhs/content/titleinfo/1661138

11) Technische Universität Berlin ประเทศเยอรมัน โดย Tanja Dimitrov หัวข้อ “Exact maps in density-functional theory” หัวข้อ Local density approximation ของบทที่ 3 https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6420

12) University of Ontario Institute of Technology ประเทศแคนาดา โดย Kevin Ryczko หัวข้อ “Characterizing water-metal interfaces and machine learning potential energy surfaces” ในบทที่ 2 Applying DFT https://ir.library.dc-uoit.ca/handle/10155/840

13) Freien Universität Berlin ประเทศเยอรมัน โดย Marsoner Steinkasserer, Lukas Eugen หัวข้อ “Electron correlation effects in layered structures - a theoretical first-principles study” ในบทที่ 3 Theory http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000105149

14) Freien Universität Berlin ประเทศเยอรมัน โดย Vincent Pohl หัวข้อ “Electronic Motion in Molecular Systems: From the Hydrogen Molecular Ion to Nanostructures” ในบทที่ 2 http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000105864

15) University of Delaware ประเทศสหรัฐอเมริกา โดย Sean T. Holmes หัวข้อ “DFT calculations of magnetic shielding and quadrupolar coupling in ordered systems: methods and applications to NMR crystallography” บทที่ 1 Introduction http://udspace.udel.edu/handle/19716/21253

16) Humboldt-Universität zu Berlin ประเทศเยอรมัน โดย Jan Hermann หัวข้อ “Towards unified density-functional model of van der Waals interactions” หน้า 20 ในบทที่ 2 Electronic Many-Body Problem https://edoc.hu-berlin.de/handle/18452/19417

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวิทยานิพนธ์ของมหาวิทยาลัย Humboldt โดย Jan Hermann ได้จัดประเภทของสูตรชาชิโยให้เป็น “Closed Form” คือมีรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์ในตัวเอง อีกทั้งเป็นครั้งแรกในวิทยานิพนธ์ที่ได้วางพลังงาน correlation ของสูตรชาชิโย ไว้ข้างพลังงาน exchange ของ Dirac (นักฟิสิกส์หนึ่งในบิดาของกลศาสตร์ควอนตัม รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี ค.ศ. 1933) ดังแสดงในภาพข้างต้น คือหน้า 20 ของวิทยานิพนธ์ดังกล่าว

อนึ่ง Humboldt เป็นมหาลัยที่มีชื่อเสียงในระดับโลกของเยอรมัน มีรางวัลโนเบล 41 คน ประกอบด้วยนักวิชาการ/ศิษย์เก่า ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในสาขาฟิสิกส์เช่น Einstein, Heisenberg, Max Planck ฯลฯ

17) Aix-Marseille University ประเทศฝรั่งเศส โดย Benjamin Grenier หัวข้อ “Spectroscopie Théorique : description des effets de la température sur les paramètres de Résonance Magnétique Nucléaire” หน้า 34 ในบทที่ 2 "Bases de chimie quantique" https://www.theses.fr/226905411

18) National University of Cuyo ประเทศอาเจนตินา โดย Carvajal Rivero, Miguel A. หัวข้อ “Implementation of the exact exchange functional with the KLI approximation on quantum espresso" หน้า 88 ในส่วนของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ประกอบวิทยานิพนธ์ http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/682/

19) Edinburgh ประเทศสก็อตแลนด์ โดย Pattanasak Teeratchanan หัวข้อ “First-principles studies of gas hydrates and clathrates under pressure" หน้า 28 บทที่ 3 Fundamental Theory https://www.era.lib.ed.ac.uk/handle/1842/31359

20) Freien Universität Berlin ประเทศเยอรมัน โดย Gunter Hermann หัวข้อ “Simulation and Analysis of Photoinduced Charge Migration Processes” ในบทที่ 2 Theoretical Framework https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/22699

21) Université du Québec ประเทศแคนาดา โดย Ali Almesrati หัวข้อ “Comparative study based on first principles to investigate unstrained and epitaxially strained Bi₂FeCrO₆ properties” ในบทที่ 1 Density Functional Theory http://espace.inrs.ca/7631/

C) ในหนังสือหรือตำรา

22) “Frontiers of Quantum Chemistry” หน้า 1-20 ในบทที่ 1 หัวข้อ Rigorous and Empirical Approaches to Correlated Single-Particle Theories เขียนโดย J.T. Margraf และ R.J. Bartlett (2018) สำนักพิมพ์ Springer https://doi.org/10.1007/978-981-10-5651-2_1

23) “Applied Computational Physics” หน้า 829 เขียนโดย Eric S. Swanson และ Joseph F. Boudreau (2017) สำนักพิมพ์ Oxford University Press https://books.google.co.th/books?id=i_pADwAAQBAJ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตำราวิชา “ฟิสิกส์เชิงคำนวณ” (Computational Physics) ของ Oxford University Press เป็นตำราเรียน เล่มแรก ที่มีสูตรชาชิโยปรากฏเป็นคำศัพท์เทคนิคในดรรชนีท้ายเล่ม ดังแสดงในภาพล่าง (เครดิต: ภาพของหนังสือ มาจาก Google Book Preview)

ข้างต้นแสดงการนำสูตรชาชิโย มาประกบกับพลังงาน exchange ของ John C. Slater (นักฟิสิกส์ และอดีตหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ MIT ผู้แต่งตำรา 14 เล่มและปรับปรุงหลักสูตรจน MIT ก้าวขึ้นสู่อันดับแนวหน้าของสาขาฟิสิกส์ในปัจจุบัน)

ข้างต้น คือการบ้านในตำราของ Oxford University Press ที่นักศึกษาจากทั่วโลกได้มีโอกาสเรียนรู้สูตรฟิสิกส์ของคนไทยในการศึกษาพลังงานของอะตอมฮีเลียม หรือระบบอื่นใด ที่ภายใน ประกอบด้วยอิเล็กตรอน