ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОДОРОДА
Швец В.Т.

Поступила в редакцию: 5 Мая 2006

PACS: 64.30.+t, 71.15.Nc, 71.10.-w

DJVU (81.3K)

PDF (274.6K)

Рассчитано уравнение состояния жидкого металлического водорода. Исследованы интервалы температур 3000-20000 K и плотностей 0.2-3 моль/см³, соответствующие как условиям эксперимента по получению металлического водорода в земных условиях, так и условиям в ядрах планет-гигантов Солнечной системы, таких как Юпитер и Сатурн. Считается, что водород находится в атомарном состоянии и все его электроны коллективизированы. Для нахождения термодинамических потенциалов металлического водорода используется теория возмущений по электрон-протонному взаимодействию. Электронная подсистема рассматривается в приближении случайных фаз с учетом обменного взаимодействия и корреляций электронов в приближении локального поля. Протон-протонное взаимодействие учитывается в приближении твердых сфер. При численных расчетах термодинамических характеристик металлического водорода учтены члены нулевого, второго и третьего порядков теории возмущений. Член третьего порядка оказался достаточно существенным при не слишком высоких температурах и плотностях, хотя и значительно меньшим члена второго порядка. Термодинамические потенциалы металлического водорода являются монотонно возрастающими функциями плотности и температуры. Значения давления для температур и плотностей, характерных для условий получения металлического водорода в земных условиях, с высокой точностью совпадают с соответствующими значениями, приведенными авторами открытия металлического водорода. Найдены диапазоны температур и плотностей, в которых существует жидкая фаза металлического водорода.