Нелокальний псевдопотенціал і термодинаміка металічного гелію

• Дата: 2023
• Автори: Shvets, V.T., Cherevko, E.V.
• Формат: Стаття
• Мова: English; Ukrainian
• Опубліковано: Publishing house "Academperiodika" 2023
• Теми: pseudopotential of electron-ion interaction; metallic helium; internal energy; free energy; equation of state; металiзацiя гелiю; псевдопотенцiал електрон-iонної взаємодiї; внутрiшня енергiя металiчного гелiю; вiльна енергiя металiчного гелiю; рiвняння стану металiчного гелiю
• Онлайн доступ: https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022405
• Назва журналу: Ukrainian Journal of Physics

Дослiдженi термодинамiчнi властивостi рiдкого металiчного гелiю в другому порядку теорiї збурень за псевдопотенцiалом електрон-iонної взаємодiї. При цьому використано псевдопотенцiал, знайдений з перших принципiв. Цей псевдопотенцiал є нелокальним i нелiнiйним. Нелокальнiсть псевдопотенцiалу приводить до того, що у розвиненнi внутрiшньої енергiї, вiльної енергiї i тиску рiдкого металiчного гелiю в ряд за псевдопотенцiалом присутнiй член першого порядку. Його дiагональний матричний елемент виявляється того ж порядку величини, що i член нульового порядку. В результатi цей член дає важливий внесок у внутрiшню i вiльну енергiю, а залежнiсть їх вiд густини i температури стає суттєвiшою. Вiдповiдно зростає i тиск, при якому може реалiзовуватись рiдка металiчна фаза гелiю. Цей тиск на порядок перевищує вiдповiдний тиск у металiчному воднi i на сьогоднi є недосяжним на експериментi. Аналiз ентропiї дозволив з’ясувати область iснування рiдкої металiчної фази i з’ясувати умови її кристалiзацiї. Порiвняння з густинами, тисками i температурами всерединi газових гiгантiв Юпiтера i Сатурна дозволило зробити висновок про те, що в центральних частинах цих планет не лише водень, а i гелiй перебувають у металiчному станi. Проте тиск в надрах планет є недостатнiм для кристалiзацiї гелiю.