Как мы знаем со школы, вещества состоят из атомов, а атомы -  из ядер и электронов, из-за взаимодействия электронов  возникают химические связи,  поведение электронов в веществе определяет все его свойства. Получается, чтобы узнать о веществе все, нужно выследить все его электроны? И да и нет (как на самом деле, вы узнаете из квантовой механики), но мы можем получить такой вычислительный результат, как будто действительно сделали это, решив фундаментальные уравнения квантовой механики для всех частиц системы. Как известно, уравнение Шредингера имеет аналитическое решение (которое можно написать в виде математического выражения) лишь для одной системы — атома водорода, то есть одного электрона и одного протона, для более сложных атомов и систем работают численные методы.

Эти методы и теории, позволяющие точно описывать электронные свойства системы до тысяч атомов, называются квантовомеханические (или квантовохимические), одна из самых мощных и широко используемых - теория функционала плотности, на ее основе и за пределами развита большая отрасль вычислительной физики. И теории и их практические реализации в виде программ мы изучаем и применяем для решения настоящих научных задач. Познакомившись с алгоритмами квантовомеханических расчетов, вы сможете применять для своей работы разнообразный существующий софт, в том числе нейросети и базы больших данных, а работа, как следует из вышесказанного, может найти вас повсюду, где ведутся самые передовые исследования и разработки.Исследования нанокластеров переходных металлов — электронные, термоэлектрические, оптические свойства для разработок перспективных материалов для энергетики.

На изображении: 

Распределение плотности слабосвязанных электронов в нанокластере Ta⁵⁵ и участки с обедненной плотностью.