Выпуски МФиНТ »  Том 37, выпуск 10

Термодинамические и кинетические свойства одновалентного металлического гелия

В. Т. Швец

Одесская национальная академия пищевых технологий, ул. Дворянская, 1/3, 65082 Одесса, Украина

Получена: 23.06.2015; окончательный вариант - 08.09.2015. Скачать: PDF

Эффективное парное межионное взаимодействие, свободная энергия, давление и электрическое сопротивление жидкого металлического гелия вычислены в широком диапазоне плотностей и температур. Для этого использована теория возмущений по псевдопотенциалу электрон-ионного взаимодействия. Во всех случаях расчёты велись с учётом членов третьего порядка теории возмущений, что на сегодня является максимально возможной точностью вычислений. В качестве псевдопотенциала взят модельный однопараметрический псевдопотенциал. Для электронов проводимости использовано приближение случайных фаз. Их обменное взаимодействие и корреляции учтены в приближении локального поля. Для ионной подсистемы использована модель твёрдых сфер. Их диаметр считается одним из подгоночных параметров теории. Этот диаметр и плотность, при которой происходит переход металлического гелия из одновалентного в двухвалентное состояние, получены из анализа эффективного парного межионного взаимодействия. Подробно рассмотрен случай одновалентного металлического гелия. Во всех рассмотренных случаях роль членов третьего порядка оказалась существенной. Значение электросопротивления металлического гелия соответствует величинам, характерным для простых одновалентных металлов. Таким же оказалось и поведение давления как функции плотности и температуры. Исследованный диапазон плотностей и температур соответствует условиям, наблюдаемым в центральной части планет газовых гигантов. Анализ полученных результатов свидетельствует о возможности существования гелия в металлическом состоянии в недрах планет группы Юпитера.

Ключевые слова: уравнение состояния, термодинамика, электрическое сопротивление, металлический гелий.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i10/1425.html

PACS: 61.25.Bi, 61.25.Mv, 64.10.+h, 65.20.De, 71.15.Dx, 71.15.Nc, 96.30.Kf

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. E. G. Maksimov and Yu. T. Shilov, Physics-Uspekhi, 42, No. 11: 1121 (1999). Crossref
  2. V. E. Fortov, Physics-Uspekhi, 50, No. 4: 333 (2007). Crossref
  3. S. T. Weir, A. C. Mitchell, and W. J. Nellis, Phys. Rev. Lett., 76: 1860 (1996). Crossref
  4. V. E. Fortov, V. Ya. Ternovoi, S. V. Kvitov, V. B. Mintsev, D. N. Nikolaev, A. A. Pyalling, and A. S. Filimonov, JETP Lett., 69, No. 12: 926 (1999). Crossref
  5. V. Ya. Ternovoi, A. S. Filimonov, V. E. Fortov, S. V. Kvitov, D. N. Nikolaev, and A. A. Pyaling, Physica B (Amsterdam), 265: 6 (1999). Crossref
  6. M. Bastea, A. C. Mitchell, and W. J. Nellis, Phys. Rev. Lett., 86: 3108 (2001). Crossref
  7. R. Chau, A. C. Mitchell, R. W. Minich, and W. J. Nellis, Phys. Rev. Lett., 90: 245501 (2003). Crossref
  8. D. A. Young, A. K. McMahan, and M. Ross, Phys. Rev. B: Condens. Matter, 24: 5119 (1981). Crossref
  9. A. Kietzmann, B. Holst, R. Redmer, M. P. Desjarfais, and T. R. Mattsson, Phys. Rev. Lett., 98: 190602 (2007). Crossref
  10. S. A. Kharallah and B. Militzer, Phys. Rev. Lett., 101: 106407 (2008). Crossref
  11. L. Stixrude and R. Jeanloz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105: 11071 (2008). Crossref
  12. V. T. Shvets, JETP, 143, No. 1: 159 (2013). Crossref
  13. E. G. Brovman, Yu. M. Kagan, and A. Holas, JETP, 34: 1300 (1971).
  14. D. J. Stevenson and N. W. Ashcroft, Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys., 9: 782 (1974). Crossref
  15. V. T. Shvets, JETP, 104, No. 4: 655 (2007). Crossref
  16. W. A. Harrison, Pseudopotentials in the Theory of Metals (New York: WA Benjamin: 1966).
  17. V. T. Shvets, Method of Green’s Functions in the Theory of Metals (Odesa: Latstar: 2002) (in Ukrainian).
  18. V. T. Shvets and E. V. Belov, Acta Physica Polonica A, 96, No. 6: 403 (1999). Crossref
  19. I. A. Vakarchuk, Introduction to the Many-Body Problem (Lviv: Lviv University: 1999) (in Ukrainian).
  20. W. H. Shih and D. Stroud, Phys. Rev. B: Condens. Matter, 31: 3715 (1985). Crossref
  21. P. Lloyd and C. A. Shall, J. Phys. C: Solid State Phys., 1: 1620 (1968). Crossref
  22. E. G. Brovman and Yu. Kagan, JETP, 36, No. 5: 1025 (1972).
  23. E. G. Brovman and A. Holas, JETP, 39: 924 (1974).
  24. J. Hammerberg and N. W. Ashcroft, Phys. Rev. B: Solid State, 9: 3999 (1974). Crossref
  25. L. Ballentine and V. Heine, Philos. Mag., 9: 617 (1964). Crossref
  26. D. J. M. Geldart and S. H. Vosko, Can. J. Phys., 44: 2137 (1966). Crossref
  27. V. T. Shvets, Phys. Met. Metallogr., 89, No. 3: 211 (2000).
  28. V. T. Shvets, S. V. Savenko, and Ye. K. Malinovskiy, Condens. Matter Phys., 9: 1 (2006). Crossref
  29. S. D. Kaim, N. P. Kovalenko, and E. V. Vasiliu, J. Phys. Studies, 1: 589 (1997).
  30. V. T. Shvets, JETP Lett., 95, No. 1: 29 (2012). Crossref
  31. V. T. Shvets, Phys. Met. Metallogr., 113, No. 10: 977 (2012). Crossref
  32. V. T. Shvets, T. V. Shvets, and Ya. Ye. Rachynskiy, Ukr. J. Phys., 55: 251 (2010).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»