Ab initio исследование разогретого плотного аргона

Автор: Сартан Р.А.

Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt

Статья в выпуске: 3 (63) т.16, 2024 года.

Бесплатный доступ

Исследуется разогретый плотной аргон ab initio методами в рамках теории функционала плотности. Построено уравнение состояния в области температур до 25 000 К и плотностей до 12 г/см3. Рассчитаны значения электрической проводимости. Качественно результаты схожи с предсказаниями аналитических моделей: с ростом давления (температуры) аргон плавно переходит в металлоподобное состояние. Дополнительно произведена оценка параметра неидеальности плазмы. Скачков плотности и резкого роста электропроводности, характерных плазменному фазовому переходу, не обнаружено.

Квантовая молекулярная динамика, теория функционала плотности, разогретый плотный аргон, плазма, плазменный фазовый переход

Короткий адрес: https://sciup.org/142243255

IDR: 142243255

Список литературы Ab initio исследование разогретого плотного аргона

Фортов В.Е. Физика высоких плотностей энергии. Москва: Физматлит, 2013.
Falk К. Experimental methods for warm dense matter research // High Power Laser Sci. Eng. 2018. V. 6. P. E59.
Dias R., Silvern I.F. Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen // Science. 2017. V. 355. P. 715-718.
Fortov V.E., Ilkaev R.I., Arinin V.A., Burtzev V. V., Golubev V.A., Iosilevskiy I.L., Khrustalev V. V., Mikhailov A.L., Mochalov M.A., Ternovoi V. Y., Zhernokletov M. V. Phase Transition in a Strongly Nonideal Deuterium Plasma Generated by Quasi-Isentropical Compression at Megabar Pressures // Phvs. Rev. Lett. 2007. V. 99. P. 185001-4.
Knudson M.D., Desjarlais M.P., Becker A., Lemke R.W., Cochrane K.R., Savage M.E., Bliss D.E., Mattsson T.R., Redmer R. Direct observation of an abrupt insulator-to-metal transition in dense liquid deuterium // Science. 2015. V. 348. P. 1455-1460.
Celliers P.M., Loubeyre P., Eggert J.H., Brygoo S., McWilliams R.S., Hicks D.G., Boehly T.R., Jeanloz R., Collins G.W. Insulator-to-Conducting Transition in Dense Fluid Helium 11 Phvs. Rev. Lett. 2010. V. 104. P. 184503-4.
McWilliams R.S., Dalton D.A., Konopkova Z., Mahmood M.F., Goncharov A.F. Opacity and conductivity measurements in noble gases at conditions of planetary and stellar interiors // PNAS. 2015. V. 112. P. 7925-7930.
Zheng J., Chen Q., Yunjun G., Li Zh., Shen Zh. Multishock Compression Properties of Warm Dense Argon // Scientific Reports. 2015. V. 5. P. 16041-10.
Гатилов Л.А., Глуходедов В.Д., Григорьев Ф.В., Кормер С.В., Кулешова Л.В., Мочалов М.А. Электропроводность ударно-сжатого конденсированного аргона при давлениях от 20 до 70 ГПа // ПМТФ. 1985. Т. 1. С. 99.
Шилкин Н.С., Дудин С.В., Грязное В.К., Минцев В.В., Фортов В.Е. Измерение электронной концентрации и проводимости частично ионизованной плазмы инертных газов // ЖЭТФ. 2003. Т. 124. С. 1030-1040.
Carpenter J.H., Root S., Cochrane R.K., Flicker D.G., Mattsson T.R. Equation of state of argon: experiments on Z, density functional theory (DFT) simulations, and wide-range model // Sandia Report. 2012. V. 7991. P. 1-54.
Глуходедов В.Д., Киршанов С.И., Лебедева Т. С., Мочалов М.А. Свойства ударно-сжатого криптона до 90 ГПа // ЖЭТФ. 1999. Т. 116. С. 551.
Zaporoghets Y., Mintsev V., Gryaznov V., Fortov V., Reinholz H., Raitza Т., Ropke G. Reflectivity in shock wave fronts of xenon //J. Phvs. A Math. Gen. 2006. V. 39. P. 4329.
Норман Г.Э., Сайтов И.М. Плазменный фазовый переход // УФН. 2021. Т. 191. С. 1153-1186.
Dzyabura V., Zaghoo М., Silvern I.F. Evidence of a liquid-liquid phase transition in hot dense hydrogen 11 Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. V. 110. P. 8040.
Ohta K., Ichimaru K., Einaga M., Kawaguchi Sh., ShimAzu K., Matsuoka Т., Hirao N., Ohishi Y. Phase boundary of hot dense fluid hydrogen // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 16560.
Ут,юж A.H., Михеенков А.В. Водород и его соединения при экстремальных давлениях // УФН. 2017. Т. 187. С. 953-970.
Фортов В.Е., Терновой В.Я., Жерноклет,ов М.В., Мочалов М.А., Михайлов А.Л., Филимонов А.С., Пяллинг А.А., Минцев В.В., Грязное В.К., Иосилевский И.Л. Ионизация давлением неидеальной плазмы в мегабарном диапазоне динамических давлений // ЖЭТФ. 2003. Т. 124. С. 288-309.
Lorenzen W., Hoist В., Redmer R. First-order liquid-liquid phase transition in dense hydrogen 11 Phvs. Rev. B. 2010. V. 82. P. 195107.
Norman G.E., Saitov I.M. Plasma phase transition (by the fiftieth anniversary of the prediction) 11 Contr. to PL Phvs. 2019. V. 59. P. 201800182.
Preising M., Redmer R. Metallization of dense fluid helium from ab initio simulations // Phvs. Rev. B. 2020. V. 102. P. 224107.
Driver K. P., Militzer B. First-principles simulations and shock Hugoniot calculations of warm dense neon 11 Phvs. Rev. B. 2015. V. 91. P. 045103.
Wang Zh.Q., Li Zh.G., Wang Yu F., Liu L., Gu Yu.J., Chen Q.F., Chen X.R. Equation of state, ionic structure, and phase diagram of warm dense krypton // Phvs. Rev. E. 2019. V. 100. P. 033214.
Хомкин А.Л., Шумихин А. Эффект металлизации при сжатии инертных газов // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. С. 869-877.
Perdew J.P., Burke К., Ernzerhof М. Generalized Gradient Approximation Made Simple 11 Phvs. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865.
Kresse G., Hafner J. Ab initio molecular dynamics for liquid metals // Phvs. Rev. B. 1993. V. 47. P. 558.
Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phvs. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11169.
Ehrenreich H., Cohen M.H. Self-Consistent Field Approach to the Many-Electron Problem 11 Phvs. Rev. 1959. V. 115. P. 786.
Norman G., Saitov I., Stegailov V., Zhilyaev P. Ab initio calculation of shocked xenon reflectivity // Phvs. Rev. E. 2015. V. 91. P. 023105.
Chentsov A. V., Levashov P.R. Isentropic Compression of Deuterium by Quantum Molecular Dynamics // Contrib. Plasma Phvs. 2012. V. 52. P. 33.
Фортов B.E., Храпак А.Г., Якубов И. Физика неидеальной плазмы. 2-е изд. Москва: Физматлит, 2010.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. 4-е изд., стереот. Москва: Физматлит, 2005.

Еще

Статья научная