Eksposisi Mekanika Kuantum dalam Fisika Molekuler dengan Density-functional Theory

Eksposisi Mekanika Kuantum dalam Fisika Molekuler -- dengan Density-functional TheoryKarya Febdian RusydiBuku ini membahas penggunaan kalkulasi density-functional theory (DFT) untuk mempelajari molekul pada keadaan dasar. DFT adalah teori yang mendasari persamaan Kohn-Sham, padanan persamaan Schroedinger takbergantung waktu untuk banyak-elektron dan banyak-nukleus, yang diselesaikan secara numerik. Persamaan Kohn-Sham tidak hanya memberikan energi elektronik pada keadaan dasar sistem atomik, molekuler, dan kristal, ia juga memberikan struktur elektronik yang melahirkan banyak besaran turunan seperti ukuran geometri, populasi elektron, dan momen dipol, vibrasi molekuler, serta struktur dalam keadaan transisi.Tidak seperti buku tradisional kuantum yang menggunakan fenomena spin (eksperimen Stern-Gerlach) dan interferensi elektron (eksperimen Davisson-Germer), buku ini memulai dari pembahasan fenomena ikatan kimia sebagai argumen kebutuhan mekanika kuantum (berdasarkan penjelasan Linus Pauling). Ikatan kimia adalah fenomena interdisiplin fisika, kimia, dan biologi yang harus diuraikan dengan mekanika kuantum. Dari perspektif inilah judul buku ini lahir, "Eksposisi Mekanika Kuantum dalam Fisika Molekuler."Setelah argumen kebutuhan mekanika kuantum terpenuhi (Bab 1), buku ini memberi ringkasan 72 halaman mekanika kuantum dan atom hidrogen yang setara dengan empat sks mata kuliah fisika kuantum tingkat S-1 (Bab 2 dan 3). Penjelasan atom hidrogen (sistem satu-elektron) krusial, karena menjadi pokok pemodelan kuantum sistem atomik dan molekuler yang menjadi materi utama pada Bab 4 "Density-functional Theory." Bab 4, 5, dan 6 insyaallah menjadi kontribusi utama buku ini untuk civitas akademika Indonesia, karena belum ada buku referensi berbahasa Indonesia dengan tema DFT yang dibahas secara komprehensif namun praktis. Komprehensif, karena pembahasan menggunakan bahasa mekanika kuantum; praktis, karena pembahasan menggunakan studi-studi kasus sepanjang Bab 4 s.d 9.Kepraktisan buku ini juga diwujudkan dengan penggunaan Wolfram Mathematica untuk menggantikan pembahasan matematis yang biasanya dipresentasikan secara analitik oleh buku-buku tradisional. Tata olah dan sintaksis diberikan secara utuh dan rapi sehingga pembaca dapat memproduksi ulang semua pembahasan matematis di dalam buku ini. Tidak hanya sekadar menyelesaikan persamaan, Wolfram Mathematica juga dipakai untuk memvisualisasikan hasil kalkulasi sehingga pembaca dapat menggali informasi lebih dalam (insight).Untuk kalkulasi DFT, buku ini menggunakan peranti Gaussian 16. Tidak hanya tata olah input yang diberikan utuh, buku ini juga memberikan good practice melakukan kalkulasi serta cara membaca output kalkulasi yang dibutuhkan pada pembahasan. Insyallah, tata olah ini dapat dilakukan oleh siapa saja yang takmemiliki latar komputasi, ataupun mekanika kuantum.