非绝热效应对温稠密物质电子离子输运性质的影响

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温稠密物质(WDM)是天体物理和惯性约束聚变(ICF)等领域研究的重要内容之一。考虑到温稠密物质中电子部分简并、部分电离特征,电子的量子效应和电子离子的非绝热碰撞都成为影响温稠密物质性质的重要因素。本文采用电子力场方法(EFF),考虑电子离子耦合动力学,研究了非绝热效应对温稠密物质电子离子输运性质的影响。首先,计算了温稠密氢的离子自扩散系数。对比电子力场方法与第一原理分子动力学模拟结果发现,非绝热效应在高温下显著降低了离子的自扩散系数,明显改变了温稠密物质的输运性质。提出了碰撞导致的摩擦(CIF)对离子自扩散系数影响的修正模型,适用性较广。然后,研究了非平衡态下电子离子的动力学过程。加入激光的作用,描绘了电子的激发、电离,离子受热相变以及库伦爆炸等现象。定量地考虑了温度、密度、离子质量及带电量对电子离子温度弛豫率的影响,在库伦对数模型中考虑了同位素效应的影响,初步建立了模型。最后,计算了温稠密氢、氘的电导率。通过对电流自关联函数的分析判断出氘发生相变的位置,与实验和理论结果吻合较好。并针对电子力场方法在低温下计算电导率不准的情况提供了改进思路。还发现离子的运动会明显改变电导率的大小,且改变的方向取决于电子的电离状态。
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