ЖОҒАРЫ ТЫҒЫЗДЫҚТАҒЫ СУТЕГІ ПЛАЗМАСЫНЫҢ ОПТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ДИНАМИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ

Бұл жұмыста сутегінің оптикалық қасиеттерін, атап айтқанда электромагниттік толқындардың шағылысу және сыну коэффициенттерін, жалпыланған Друде–Лоренц үлгісімен сипатталатын заттың өткізгіштігі арқылы зерттеу нәтижелері ұсынылған. Зерттеуде сутегінің әртүрлі температуралар мен тығыздықтағы микроскопиялық иондық ток тербелістерінің бойлық және көлденең спектрлері қарастырылып, электрон алмасу мен корреляциялық әсерлердің ықпалы талданды. Есептеу кванттық Монте-Карло модельдеуі негізінде алынған локальді өріс түзетулерін ескеретін эффективті өзара әрекеттесу потенциалын қолдану арқылы жүргізілді. Кванттық статистикалық есептеулерге негізделген дәл жуықтауларды қамтитын локальді өріс модельдерін қолдану тығыз электрондық жүйелердің көліктік және оптикалық қасиеттерін сенімді сипаттауға мүмкіндік береді. Атап айтқанда, локальді өріс функциясын ескеру оптикалық және динамикалық қасиеттерді есептеуде айтарлықтай түзетулер енгізеді, бұл ыстық тығыз затты, металданған плазманы және азғындалған электрондық жүйелерді модельдеу үшін аса маңызды. Сондай-ақ локальді өріс функциясының нақты формасының болуы плазманың оптикалық және динамикалық қасиеттерін, оның ішінде шағылу және жұтылу коэффициенттерін, сондай-ақ өзіндік тербеліс режимдерін дәл сипаттауға мүмкіндік береді.

1. Lindl, J. Development of the indirect- drive approach to inertial confinement fusion and the target physics basis for ignition and gain. Phys. Plasmas, 2, 3933–4024 (1995). https://doi.org/10.1063/1.871025.

2. Haan, S. W. et al. Design and modeling of ignition targets for the National Ignition Facility. Phys. Plasmas, 2, 2480–2487 (1995). https://doi.org/10.1063/1.871209.

3. Magro, W.R., Ceperley, D.M., Pierleoni, C., and Bernu, B. Molecular Dissociation in Hot, Dense Hydrogen. Phys. Rev. Lett., 76, 1240–1243 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.1240.

4. Weir, S.T., Mitchell, A.C., and Nellis, W.J. Metallization of Fluid Molecular Hydrogen at 140 GPa (1.4 Mbar). Phys. Rev. Lett., 76, 1860–1863 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.1860.

5. Celliers, P.M. et al. Shock-Induced Transformation of Liquid Deuterium into a Metallic Fluid. Phys. Rev. Lett., 84, 5564 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.5564.

6. Hu, S. X., Militzer, B., Goncharov, V.N., Skupsky, S. First-principles equation-of-state table of deuterium for inertial confinement fusion applications. Phys. Rev. B., 84, 224109 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.224109.

7. Loubeyre, P., Brygoo, S., et. al. Extended data set for the equation of state of warm dense hydrogen isotopes. Phys. Rev. B., 86, 144115 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.144115.

8. Holst, B., Redmer, R., Desjarlais, M.P. Thermophysical properties of warm dense hydrogen using quantum molecular dynamics simulations. Phys. Rev. B., 77, 184201 (2008). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.184201.

9. Lambert, F., Recoules, V., Decoster, A., Clérouin, J., Desjarlais, M. On the transport coefficients of hydrogen in the inertial confinement fusion regime. Phys. Plasmas, 18, 056306 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3574902.

10. Li, D., Ping, Zh., Jun, Y. Quantum molecular dynamics simulations of the thermophysical properties of shocked liquid ammonia for pressures up to 1.3 TPa. The Journal of Chemical Physics, 139, 134505 (2013).https://doi.org/10.1063/1.4823744.

11. Dharma-wardana M.W.C. Electron-ion and ion-ion potentials for modeling warm dense matter: Applications to laser-heated or shock-compressed Al and Si. Physical Review E, 86, 036407 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.86.036407.

12. Hu, S.X., Colins, L.S., et.al. First-principles opacity table of warm dense deuterium for inertialconfinement-fusion applications. Physical Review E, 102, 053209 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.90.033111.

13. Moldabekov, Zh. A., Groth, S., Dornheim, T., Bonitz, M., Ramazanov, T.S. Ion potential in non-ideal dense quantum plasmas. Contrib. Plasma Phys., 57(10), 532 (2017). https://doi.org/10.1002/ctpp.201700109.

14. Moldabekov, Z., Schoof, T., Ludwig, P., Bonitz, M., Ramazanov, T. Statically screened ion potential and Bohm potential in a quantum plasma. Phys. Plasmas, 22(10), 102104 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4932051.

15. Moldabekov, Zh. A., Ludwig, P., Joost, J.-P., Bonitz, M., Ramazanov, T.S. Dynamical Screening and Wake Effects in Classical, Quantum, and Ultrarelativistic Plasmas. Contrib. Plasma Phys., 55(2–3), 186 (2015). https://doi.org/10.1002/ctpp.201400105.

16. Moldabekov, Zh.A., Ludwig, P., Bonitz, M., Ramazanov, T.S. Theoretical foundations of quantum hydrodynamics for plasmas. Contrib. Plasma Phys., 56(5), 442 (2016). https://doi.org/10.1063/1.5003910.

17. Moldabekov, Zh.A., Amirov, S.M., Ludwig, P., Bonitz, M., Ramazanov, T.S. Effect of the dynamical collision frequency on quantum wakefields. Contrib. Plasma Phys., 59(4–5), e201800161 (2019). https://doi.org/10.1002/ctpp.201800161.

18. Bowen, C., Sugiyama, G. and Alder, B.J. Static dielectric response of the electron gas, Phys. Rev., 50, 14838 (1994). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.14838.

19. Moroni, S., Ceperley, D.M. and Senatore, G. Static response from quantum Monte Carlo calculations, Phys. Rev., 69, 1837 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.69.1837.

20. Perdew, J.P. and Wang, Y. Pair-distribution function and its coupling-constant average for the spinpolarized electron gas, Phys. Rev., 46, 12947 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.12947.

21. Ramazanov, T.S., Moldabekov, Zh.A., Gabdullin, M.T. Effective potentials of interactions and thermodynamic properties of a nonideal two-temperature dense plasma. Phys. Rev., 92, 023104 (2015). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.92.023104.

22. Ramazanov, T.S., Moldabekov, Zh.A., Gabdullin, M.T. Multipole expansion in plasmas: Effective interaction potentials between compound particles. Phys. Rev., 93, 053204 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.93.053204.

23. Moldabekov, Zh.A., Groth, S., Dornheim, T., Kählert, H., Bonitz, M., Ramazanov, T.S. Structural characteristics of strongly coupled ions in a dense quantum plasma. Phys. Rev., 98, 023207 (2018). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.98.023207.

24. Moldabekov, Z.A., Dornheim, T., Bonitz, M. Screening of a test charge in a free-electron gas at warm dense matter and dense non-ideal plasma conditions. Contrib. Plasma Phys., e202000176 (2021). https://doi.org/10.1002/ctpp.202000176.

25. Arista, N.R. and Brandt W. Dielectric response of quantum plasmas in thermal equilibrium. Phys. Rev. A., 29, 1471–1480 (1984). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.29.1471.

26. Dornheim, T., Vorberger, J., Groth, S., Hoffmann, N., Moldabekov, Zh.A., Bonitz, M. The static local field correction of the warm dense electron gas: An ab initio path integral Monte Carlo study and machine learning representation. The Journal of Chemical Physics., 151, P. 194104 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5123013.

27. Dornheim, T., Moldabekov, Zh.A., and Tolias, P. Analytical representation of the local field correction of the uniform electron gas within the effective static approximation. Phys. Rev. B., 103, 165102 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.165102.

28. URL: https://github.com/ToDor90/LFC.

29. Moldabekov, Zh. A., and Dornheim, T., Bonitz, M. Screening of a test charge in a free-electron gas at warm dense matter and dense non-ideal plasma conditions. Contributions to Plasma Physics, 62, e202000176 (2022). https://doi.org/10.1002/ctpp.202000176.

30. Filinov, A.V., Bonitz, M., Ebeling, W.O. Improved Kelbg potential for correlated Coulomb systems. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 36(22), 5957 (2003). https://doi.org/:10.1088/03054470/36/22/317.

31. Nadine Wetta N., Pain, J. Consistent approach for electrical resistivity within Ziman’s theory from solid state to hot dense plasma: Application to aluminum. Physical Review E, 90, 033111 (2020). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.102.053209.

32. Lorazo, P., Lewis, L.J., Meunier, M. Short-Pulse Laser Ablation of Solids: From Phase Explosion to Fragmentation. Phys.Rev.Lett., 91, 225502 (2003). https://doi.org/10.1007/s003390000686.

33. Faussurier, G., Blancard, C. Resistivity saturation in warm dense matter. Phys Rev E. Stat Nonlin Soft Matter Phys., 91(1), 013105 (2015). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.013105.

34. Pain, J.C., Dejongh, G. Electrical Resistivity in Warm Dense Plasmas Beyond the Average-Atom Model. Contrib. Plasma Phys., 50, 39–45 (2010). https://doi.org/10.1002/ctpp.201010010.

35. Ziman, J.M. A theory of the electrical properties of liquid metals. I: The monovalent metals. The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics, 6(68), 1013–1034 (1961). https://doi.org/10.1080/14786436108243361.

36. Collins, L.A., Bickham, S.R., Kress, J.D., Mazevet, S., Lenosky, T.J., Troullier, N.J., and Windl W. Dynamical and optical properties of warm dense hydrogen. Phys. Rev. B, 63, 184110 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.184110.