Single-particle spectrum of the degenerate electron gas

Extensive numerical results in the Random Phase Approximation are presented for the spectral weight function, the momentum distribution, and the density of states of the degenerate electron gas over a range of metallic densities. The single-particle spectrum contains not only the damped quasiparticle but also structure due to plasmon effects. At low momenta there is a second elementary excitation of appreciable weight. The density of states has a satellite band at energies more than the plasma energy below the Fermi level. The results confirm the main features of an earlier analysis using a simplified dielectric function.RésuméOn présente de nombreux résultats numériques concernant un gaz d'électrons dégénérés dans un domaine de densité métallique. Ces calculs de la densité spectrale, de la fonction de distribution d'impulsion et de la densité des états sont effectués dans l'approximation des phases arbitraires. Le spectre à une particule ne contient pas uniquement la quasi-particule amortie mais également la structure provenant des effets plasmons. Pour de petites impulsions existe une nouvelle excitation élémentaire d'une importance certaine. La densité des états présente une bande satellite à des énergies qui se situent plus loin que l'énergie de plasma, au-dessous du niveau de Fermi. Ces résultats confirment dans les grandes lignes une précédente analyse utilisant une fonction diélectrique simplifiée.ZusammenfassungEs werden für einen Bereich von metallischen Dichten umfassende numerische Ergebnisse für die spektrale Gewichtsfunktion, die Impulsverteilungsfunktion und die Zustandsdichte des Elektronengases in der „Random Phase Approximation” angegeben. Das Einteilchenspektrum enthält nicht nur das gedämpfte Quasiteilchen, sondern auch Struktur, die von Plasmoneneffekten verursacht wird. Für kleine Impulse erscheint ein neuer Eigenzustand mit bedeutendem Gewicht. Die Zustandsdichte hat ein Satellitenband bei Energiewerten, die um mehr als die Plasmaenergie unter dem Ferminiveau liegen. Die Ergebnisse bestätigen die Hauptzüge einer früheren Analyse mit einer vereinfachten Dielektrizitätsfunktion.