Введение к работе
Актуальность работы . В последние годы наблюдается повышенный интерес к теоретическому исследованию систем заряженных частиц с сильным взаимодействием. Примером таких систем могут служить как астрофизические объекты, например, белые карлики с сильно неидеальной ;ионной плазмой (параметр неидеальности Г=ег/а Т »1, а =(3/4яп,)1/3) в компенсирующем слабокеидеальном электронном фоне, так и системы реализуемые в лабораторных условиях, такие как жидкие металлы (с сильно неидеальной ионной Г
»1 и умеренно неидеальной электронной г_=а /а 1 подсистемами,
і/з е
a =(3/4im ) , а -радиус Бора) и неидеальная газовая плазма.
При теоретическом рассмотрении таких систем особо актуальны вопросы, связанные с описанием диэлектрической функции неидеальной плазмы, поскольку ею определяется как отклик системы на внешнее поле, так и коллективные возбуждения, существующие в системе. Как известно, на пути развития теории кулоновских систем с сильным межчастичным взаимодействием имеются серьезные трудности, связанные с дальнодействием кулоновского взаимодействия и отсутствием малого параметра, по которому можно было бы применить теорию возмущений. Эффективным путем преодоления этих трудностей, стимулирующим дальнейшее развитие аналитических методов исследования, является использование теории псевдопотенциала электрон-ионного взаимодействия. Наряду с этим в последнее время получили широкое развитие также машинные методы расчета и экспериментальные методы исследования неидеальной плазмы и жидких металлов. В экспериментах по неупругому рассеянию нейтронов в жидкометаллической плазме и рассеянию лазерного излучения в неидеалыюй.классической плазме, непосредственно измеряются структурные факторы, определяемые флуктуациями плотностей частиц в системе. Знание структурных факторов позволяет определить как' собственные колебания плазмы (по положениям пиков), так и электромагнитные (проводимость и т. д. ) и термодинамические (внутренняя энергия, сжимаемость) характеристики плазменных' систем.
Цель работы - теоретическое исследование пространственной дисперсии ленгморовских колебаний в неидеальной плазме,
анализ справедливости соотношений Крамерса-Кронига (СКК) для однокомпонентной плазмы (ССР),
теоретическое исследование структурного фактора и электропроводности жидких металлов,
рассмотрение динамического структурного фактора жядкометалли-ческой плазмы на основе ОСР моделей для электронной и ионной подсистем.
Научная новизна: На основе высокочастотного разложения действительной части диэлектрической проницаемости аналитически исследована пространственная дисперсия плазменных колебаний в одно- и двухкомпонентной плазме.
Проведено последовательное теоретическое рассмотрение справедливости СКК, знака диэлектрической' проницаемости и спектра плазменных колебаний слабояеидеащвной1 плазми1 и> установлена связь между ними.
В рамках модифицированного гиперпепного приближения (MHJJC)
с использованием эффективного межионного потенциала взаимодей
ствия проанализировано влияние различных способов описания
электрон-ионного псевдопотенциала на вид структурного фактора
жидкого цезия в интервале температур от точки плавления до
19ЕЗК. —
Развит подход для описания малоуглового поведений1 статического структурного фактора и электропроводности жидких металлов на рснове использования ОСР модели в качестве исходного приближения. В рамках такого подхода проведен анализ влияния различных видов псевдопогенциалов электрон-ионного взаимодействия и электронного экранирования на вид структурного фактора.
Впервые на основе теории псевдопотенциала исследован динамический структурный фактор ионной подсистемы жидких металлов и получена аналитическая формула на основе использования моделей ОСР для классических ионов и вырожденных электронов.
Научная и практическая ценность. Показано, что при исследовании спектра собственных колебаний неидеальной плазмы с достаточной степенью точности может быть использовано высокочастотное разложение по степеням 1/и2 поляризационных функций, оп-
ределяющих диэлектрическую проницаемость системы. При этом, по виду спектра собственных колебаний можно определить знак статической диэлектрической проницаемости.
Предложена схема расчета ион-ионного структурного фактора жидких металлов, опирающаяся на корректное значение сжимаемости в длинноволновом пределе и позволяющая достичь хорошего описания структуры во всей области волновых векторов и в широкой области температур, включавшей новые высокотемпературные измерения.
Имеющееся хорошее качественное и количественное согласие с экспериментальными данными позволяет использовать расчетные формулы, полученные при исследовании структурного фактора в малоугловой области и динамического структурного фактора жидкого металла, для расчета электропроводности и других свойств жидкихз металлов в широком интервале температур, на основе использова:* -s ния однокомпонентних моделей в качестве исходного приближения.' -^"
Апробация работы и публикации. Полученные в диссертация5 '"' результаты докладывались и обсуждались на семинарах Теоретического отдела ОИВТАН под руководством чл.-корр. СИ. Анисимова,u на семинаре Теоретического отдела ИОФАН под руководством проф. А. А. Рухадзе, на VII международной крнференции по. свойствам неидеальной плазмы (сентябрь 1993 г.. Росток, Германия).
По материалам диссертации опубликованы 8 статей и 2 работы находятся в печати.
Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа состоит из двух глав, каждая из которых включает в себя введение и выводы, приложений. Список использованной - литературы содержит 120 наименований. Работа изложена на 124 страницах, в том числе 100 страниц машинописного текста, 6 таблиц и 25 рисунков.
