1989 Fiscal Year Annual Research Report

高密度水素プラズマの物性の理論および計算機実験による研究

Research Project

Project/Area Number	63580002
Research Institution	University of Tokyo
Principal Investigator	田中成典東京大学, 理学部, 助手 (80183862)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	一丸節夫東京大学, 理学部, 教授 (80010734)
Keywords	高密度物質 / 水素プラズマ / 不純物イオン / 電子状態 / 分極シフト / 強結合効果 / 貫通効果 / 金属-絶縁体転移
Research Abstract	高密度物質中の原子・イオンの電子状態を調べるために,高密度水素プラズマ中に埋め込まれた不純物イオンの電子準位を様々なモデル計算により解析した。不純物(輻射粒子)としては炭素とネオンを考え、束縛電子の数は1個であるとした。束縛電子のエネルギ-準位を計算するのに必要な原子ポテンシャルを以下の順次改良された4つのモデルにより計算し、結果を比較した: (1)原子ポテンシャルとして原子核のつくるク-ロン・ポテンシャルを採用する。(2)輻射粒子の周囲の水素プラズマの遮蔽効果を、輻射粒子-プロトン、プロトン-プロトン、電子-電子の間の相関については平均場近似を越えた強結合効果も取入れ、それ以外の相関については平均場近似で取り入れることによって考慮に入れる。(3)HNC/MCA積分方程式法により、(2)で無視された輻射粒子-電子、電子-プロトン間の強結合効果も含めた全ての粒子間相関効果を考慮に入れ、原子ポテンシャルを計算する。(4)(1)-(3)で無視された、プラズマ粒子が束縛電子軌道内を貫通する効果を、原子ポテンシャルを原子核近傍と遠方の境界条件を満足するように構成することにより取り入れる。いくつかの温度・密度に対して計算を行った結果、プラズマの遮蔽効果、粒子間の強結合効果、プラズマ粒子の貫通効果、と順次取り入れるにつれて、束縛電子の感じる原子ポテンシャルが浅くなり、それにともなって電子準位が持ち上がることを見いだした。特に、プラズマの密度が高い場合には、これらの効果は定量的に重要である。高密度水素系の金属-絶縁体転移を論じるためには、高密度水素プラズマの相関構造と高密度物質中の水素原子・分子の電子状態の両方が正確にわかっている必要がある。前年度の水素プラズマの相関構造の研究と今年度の研究はこの問題の解決のための要諦となる部分である。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] S.Tanaka: "Spin-Dependent Correlations and Thermodynamic Functions for Electron Liquids at Arbitrary Degeneracy and Spin Polarization" Phys.Rev.B. 39. 1036-1051 (1989)
[Publications] H.Iyetomi: "Thermodynamic Functions,Freezing Transition,and Phase Diagram of Dense Carbon-Oxygen Mixtures in White Dwarfs" Phys.Rev.B. 40. 309-315 (1989)
[Publications] S.Ogata: "Observation of Layered Structures and Laue Patterns in Coulomb Glasses" Phys.Rev.Lett.62. 2293-2296 (1989)
[Publications] A.Nakano: "Nearly Exact Green's Functions for Valence Electrons in Simple Metals:Photoemission Bandwidths and Mean Free Paths" Solid State Commun.70. 789-792 (1989)
[Publications] X.-Z.Yan: "Electron-Ion Strong Coupling Effects in Dense Hydrogen Plasmas I.Correlation Functions,Equation of State,and Transport Coefficients"
[Publications] S.Tanaka: "Electron-Ion Strong Coupling Effects in Dense Hydrogen Plasmas II.Electronic Levels of Impurity Ions"
[Publications] X.-Z.Yan: "in“Strongly Coupled Plasma Physics"Proc.24th Yamada Conf.,to be published" North-Holland,Amsterdam, (1990)
[Publications] S.Tanaka: "in“Strongly Coupled Plasma Physics"Proc.24th Yamada Conf.,to be published" North-Holland,Amsterdam, (1990)

1989 Fiscal Year Annual Research Report

高密度水素プラズマの物性の理論および計算機実験による研究

Principal Investigator

田中 成典 東京大学, 理学部, 助手 (80183862)

Research Products

[Publications] S.Tanaka: "Spin-Dependent Correlations and Thermodynamic Functions for Electron Liquids at Arbitrary Degeneracy and Spin Polarization" Phys.Rev.B. 39. 1036-1051 (1989)

[Publications] H.Iyetomi: "Thermodynamic Functions,Freezing Transition,and Phase Diagram of Dense Carbon-Oxygen Mixtures in White Dwarfs" Phys.Rev.B. 40. 309-315 (1989)

[Publications] S.Ogata: "Observation of Layered Structures and Laue Patterns in Coulomb Glasses" Phys.Rev.Lett.62. 2293-2296 (1989)

[Publications] A.Nakano: "Nearly Exact Green's Functions for Valence Electrons in Simple Metals:Photoemission Bandwidths and Mean Free Paths" Solid State Commun.70. 789-792 (1989)

[Publications] X.-Z.Yan: "Electron-Ion Strong Coupling Effects in Dense Hydrogen Plasmas I.Correlation Functions,Equation of State,and Transport Coefficients"

[Publications] S.Tanaka: "Electron-Ion Strong Coupling Effects in Dense Hydrogen Plasmas II.Electronic Levels of Impurity Ions"

[Publications] X.-Z.Yan: "in“Strongly Coupled Plasma Physics"Proc.24th Yamada Conf.,to be published" North-Holland,Amsterdam, (1990)

[Publications] S.Tanaka: "in“Strongly Coupled Plasma Physics"Proc.24th Yamada Conf.,to be published" North-Holland,Amsterdam, (1990)

田中成典東京大学, 理学部, 助手 (80183862)