Теория функционала плотности отклоняется от пути к точному функционалу

Теоремы, лежащие в основе теории функционала плотности (DFT), утверждают, что энергия многэлектронной системы в её основном состоянии полностью определяется распределением электронной плотности. Эта связь задаётся с помощью точного функционала энергии, который достигает минимума при точной плотности. В течение многих лет развитие DFT сосредотачивалось на энергиях, подразумевая, что функционалы, дающие лучшие энергии, являются лучшими приближениями к точному функционалу. Мы рассмотрели другую сторону вопроса: энергии-минимизирующие электронные плотности для атомных видов, полученные с помощью 128 исторических и современных функционалов DFT. Мы обнаружили, что эти плотности становились ближе к точным, что отражает теоретический прогресс, до начала 2000-х годов, когда эта тенденция была обращена вспять из‑за неконстрейнтых функционалов, пожертвовавших физической строгостью ради гибкости эмпирической подгонки.