Исследование кулоновского логарифма и релаксационных процессов плотной плазмы на основе эффективного потенциала
155 33
Ключевые слова:
плотная плазма, кулоновский логарифм, эффективный потенциал, время релаксации температурАннотация
В данной работе исследованы релаксационные свойства неизотермической, плотной плазмы. Рассматривается плотная плазма, для которой важен учет квантовых эффектов на малых межчастичных расстояниях. На основе эффективного потенциала взаимодействия частиц для двухтемпературной, неизотермической, плотной плазмы был получен кулоновский логарифм. Данный потенциал учитывает на малых расстояниях квантово-механические эффекты дифракции на малых расстояниях и эффекты экранировки на больших в двухтемпературной плазме. С помощью кулоновского логарифма исследованы релаксационные процессы в неизотермической плотной плазме. Для нахождения Кулоновского логарифма были рассчитаны углы рассеяния в приближении парных столкновений. Получены времена релаксации температур в плазме на основе Кулоновского логарифма с использованием эффективного потенциала при различных значениях плотности. Полученные результаты сравнены с теоретическими результатами других авторов и результатами МД моделирования.
Библиографические ссылки
1. Tahir N.A. et al. Three-dimensional thermal simulations of thin solid carbon foils for charge stripping of high current uranium ion beams at a proposed new heavy-ion linac at GSI // Phys. Rev. ST Accel. Beams.-2014.-Vol. 17. P.041003.
2. Ebeling W., Redmer R., Reinholz H., Roepke G. Thermodynamics and Phase Transitions in Dense Hydrogen - the Role of Bound State Energy Shifts // Contrib. Plasma Phys.-2008.-Vol. 48. p.670-685.
3. Tahir N.A., Stőhlker Th., Shutov A., Lomonosov I.V., Fortov V.E., French M., Nettelmann N., Redmer R., Piriz A.R., Deutsch C., Zhao Y., H. Xu, G. Xio and P. Zhan. Ultrahigh compression of water using intense heavy ion beams: laboratory planetary physics // New Journal of Physics.-2010.-Vol. 12. P.073022.
4. Glosli J.N. et al. Molecular dynamics simulations of temperature equilibration in dense hydrogen // Phys. Rev. E.-2008.-Vol. 78. P.025401.
5. Dimonte G., Daligault J. Molecular-dynamics simulations of electron-ion temperature relaxation in a classical Coulomb plasma // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol. 10. P.135001.
6. Benedict L.X., et al. Molecular Dynamics Simulations of Electron-Ion Temperature Equilibration in an SF6 Plasma // Phys. Rev. Lett.-2009.-Vol. 102. P.205004.
7. Brown L.S., Preston D.L., and Singleton R.L.. Charged particle motion in a highly ionized plasma // Jr., Phys. Rep.-2005.-Vol. 410. P.237.
8. Dharma-wardana M.W.C. Quantum corrections and bound-state effects in the energy relaxation of hot dense hydrogen // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol.101. P.035002.
9. Spitzer L. Physics of Fully Ionized Gase. – Interscience: N.Y.-1967. P. 586.
10. Gericke D.O., Murillo M.S., Schlanges M. Dense plasma temperature equilibration in the binary collision approximation // Phys. Rev. E.-2002.-Vol. 65. P.036418.
11. Vorberger J., Gericke D.O. Coupled mode effects on energy transfer in weakly coupled, two-temperature plasmas // Phys. Plasma.-2009. Vol. 16. P.082702.
12. Vorberger, D.O. Gericke. Comparison of electron-ion energy transfer in dense plasmas obtained from numerical simulations and quantum kinetic theory // High Energy Density Physics.-2014.-Vol.10. p.1-8.
13. Ramazanov T.S., Dzhumagulova K.N. Effective screened potentials of strongly coupled semiclassical plasma // Phys. Plasmas.-Vol. 9. p. 3758-3761.
14. Deutsch C. Nodal expansion in a real matter plasma // Phys. Lett. A.-1977.-Vol. 60. - P. 317-318.
15. Seuferling P., Vogel J., and Toepffer C. Correlations in a 2-temperature plasma // Phys. Rev. A.-1989.-Vol. 40. - P. 323-329.
16. Bredow R., Bornath Th., Kraeft W.D., Redmer R. Hypernetted Chain Calculations for Multi-Component and NonEquilibrium Plasmas // Contrib. Plasma Phys.-2013.-Vol. 53. - P.276-284.
17. Deutsch C. Equilibrium properties of 2-component classical plasmas // Ann.Phys.-1978.-Vol. 115. - P. 404-441.
18. Ordonez C.A., Molina M.I. Evaluation of the Coulomb logarithm using cutoff and screened Coulomb potentials // Phys. Plasmas.-1994.-Vol. 1. - P.2515.
19. Ramazanov T.S., Kodanova S.K. Coulomb logarithm of a nonideal plasma // Phys. Plasmas.-2001.-Vol.8. - P.5049.
20. Ramazanov T.S., Kodanova S.K., Moldabekov Zh.A., Issanova M.K. Dynamical properties of non-ideal plasma on the basis of effective potentials // Phys. Plasmas.-2013.- Vol. 20. - P.112702.
21. Ramazanov T.S., Moldabekov Zh.A., Gabdullin M.T., Ismagambetova T.N. Interaction potentials and thermodynamic properties of two component semiclassical plasma // Phys. Plasmas.-2014.-Vol. 21. - P. 012706.
22. Murillo M.S., Dharma-wardana M.W.C. Temperature relaxation in hot dense hydrogen // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol.100. - P. 205005.
2. Ebeling W., Redmer R., Reinholz H., Roepke G. Thermodynamics and Phase Transitions in Dense Hydrogen - the Role of Bound State Energy Shifts // Contrib. Plasma Phys.-2008.-Vol. 48. p.670-685.
3. Tahir N.A., Stőhlker Th., Shutov A., Lomonosov I.V., Fortov V.E., French M., Nettelmann N., Redmer R., Piriz A.R., Deutsch C., Zhao Y., H. Xu, G. Xio and P. Zhan. Ultrahigh compression of water using intense heavy ion beams: laboratory planetary physics // New Journal of Physics.-2010.-Vol. 12. P.073022.
4. Glosli J.N. et al. Molecular dynamics simulations of temperature equilibration in dense hydrogen // Phys. Rev. E.-2008.-Vol. 78. P.025401.
5. Dimonte G., Daligault J. Molecular-dynamics simulations of electron-ion temperature relaxation in a classical Coulomb plasma // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol. 10. P.135001.
6. Benedict L.X., et al. Molecular Dynamics Simulations of Electron-Ion Temperature Equilibration in an SF6 Plasma // Phys. Rev. Lett.-2009.-Vol. 102. P.205004.
7. Brown L.S., Preston D.L., and Singleton R.L.. Charged particle motion in a highly ionized plasma // Jr., Phys. Rep.-2005.-Vol. 410. P.237.
8. Dharma-wardana M.W.C. Quantum corrections and bound-state effects in the energy relaxation of hot dense hydrogen // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol.101. P.035002.
9. Spitzer L. Physics of Fully Ionized Gase. – Interscience: N.Y.-1967. P. 586.
10. Gericke D.O., Murillo M.S., Schlanges M. Dense plasma temperature equilibration in the binary collision approximation // Phys. Rev. E.-2002.-Vol. 65. P.036418.
11. Vorberger J., Gericke D.O. Coupled mode effects on energy transfer in weakly coupled, two-temperature plasmas // Phys. Plasma.-2009. Vol. 16. P.082702.
12. Vorberger, D.O. Gericke. Comparison of electron-ion energy transfer in dense plasmas obtained from numerical simulations and quantum kinetic theory // High Energy Density Physics.-2014.-Vol.10. p.1-8.
13. Ramazanov T.S., Dzhumagulova K.N. Effective screened potentials of strongly coupled semiclassical plasma // Phys. Plasmas.-Vol. 9. p. 3758-3761.
14. Deutsch C. Nodal expansion in a real matter plasma // Phys. Lett. A.-1977.-Vol. 60. - P. 317-318.
15. Seuferling P., Vogel J., and Toepffer C. Correlations in a 2-temperature plasma // Phys. Rev. A.-1989.-Vol. 40. - P. 323-329.
16. Bredow R., Bornath Th., Kraeft W.D., Redmer R. Hypernetted Chain Calculations for Multi-Component and NonEquilibrium Plasmas // Contrib. Plasma Phys.-2013.-Vol. 53. - P.276-284.
17. Deutsch C. Equilibrium properties of 2-component classical plasmas // Ann.Phys.-1978.-Vol. 115. - P. 404-441.
18. Ordonez C.A., Molina M.I. Evaluation of the Coulomb logarithm using cutoff and screened Coulomb potentials // Phys. Plasmas.-1994.-Vol. 1. - P.2515.
19. Ramazanov T.S., Kodanova S.K. Coulomb logarithm of a nonideal plasma // Phys. Plasmas.-2001.-Vol.8. - P.5049.
20. Ramazanov T.S., Kodanova S.K., Moldabekov Zh.A., Issanova M.K. Dynamical properties of non-ideal plasma on the basis of effective potentials // Phys. Plasmas.-2013.- Vol. 20. - P.112702.
21. Ramazanov T.S., Moldabekov Zh.A., Gabdullin M.T., Ismagambetova T.N. Interaction potentials and thermodynamic properties of two component semiclassical plasma // Phys. Plasmas.-2014.-Vol. 21. - P. 012706.
22. Murillo M.S., Dharma-wardana M.W.C. Temperature relaxation in hot dense hydrogen // Phys. Rev. Lett.-2008.-Vol.100. - P. 205005.
Загрузки
Как цитировать
Kodanova, S., Ramazanov Т., Hoffmann, D., Issanova, M., & Moldabekov, Z. (2014). Исследование кулоновского логарифма и релаксационных процессов плотной плазмы на основе эффективного потенциала. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), 51(4), 77–84. извлечено от https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/853
Выпуск
Раздел
Физика плазмы
