高密度天体プラズマにおける非平衡相転移の動力学

稠密天文等离子体中非平衡相变的动力学

• 批准号: 16740313
• 负责人: 北村 光
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740313/
• 关键词: 液体水銀; クラスター; 多体相互作用; 状態方程式; 気体-液体転移; 金属-非金属転移; 会合流体; 天体内部物質; 核生成; 極性流体; 気体-液体相転移; 水銀; 励起状態; 量子化学計算; 発光スペクトル; 相分離; 荷電粒子; 溶媒和; プラズマ

水銀の気体-液体相転移の機構を微視的な原子間相互作用に立脚して説明するため、まず、分子中二原子分子法とよばれる量子化学計算法を用いて、原子数3-7(配位数2-4.3)の水銀クラスターの伸縮振動に対するポテンシャルエネルギー曲線を計算した。その結果、多数の原子が同時に接近すると、6s,6p電子状態の混合が起こり、近距離領域で引力的な多体原子間相互作用(すなわち会合効果)が生ずることを見出した。その強さは、配位数の増大あるいは最近接原子間距離の減少とともに強くなることがわかった。さらに、配位数の大きな体心立方構造(配位数8)および面心立方構造(配位数12)の金属固体に対しても同様に多体ポテンシャルを計算したところ、-原子あたり1eV近くに達することがわかった。このようにして得られた多体ポテンシャルを含む全ポテンシャルエネルギー関数を、剛体球流体系の相関関数を用いて統計平均することによって自由エネルギーを求め、それを剛体球直径(変分パラメータ)に関して最小化する「変分会合流体理論」を構築した。この理論に基づいて、経験的パラメータを用いずに、水銀、の状態方程式や気体-液体共存線の実測データを、気体から液体金属領域にいたる広範な密度・温度にわたって精度良く再現することに初めて成功した。さらに、比熱、音速、圧力などの熱力学量を計算し、それらが実験データを良く説明することを示した。ただし、金属-非金属転移近傍では多体ポテンシャルの評価が困難であり、理論と実験の状態方程式にやや不一致が見られた。なお、この理論は、ミクロな原子間力、メゾスケールの多原子間相互作用、マクロな熱力学といった異なる階層の物理を一つの体系に包括している点に特色がある。また、きわめて一般的な定式化に基づいた理論であるため、他の液体や天体内部物質に応用できることが期待される。

The atom-to-atom interaction of the water body-liquid phase shift machine shows that the quantum chemical calculation algorithm of the two-atom molecular method in the molecule is used. The number of atoms is 3-7 (coordination number 2-4.3). The number of atoms is 3-7 (coordination number 2-4.3). The result of the experiment shows that most of the atoms are close to each other at the same time, the mixing of 6s and 6p electrons is switched on, and the interaction between the atoms of many bodies in the field of gravity is close to each other. The nearest atom is far away from the nearest atom, and the nearest atom is far away from each other. Large coordination number, body centered cube (coordination 8), face centered cube (coordination 12), metal solid (12), metal solid (12), multi-body (12), multi-body, body, coordination, coordination and coordination. The data of the multi-body system, the number of the whole body, the average value of the spherical flow system, the diameter of the ball, the diameter of The basic theory and the temperature measurement of the system are based on the equations of mass-liquid co-existence, such as fluid, water, liquid, liquid metal, liquid metal The speed of sound, the speed of sound, the speed of sound, Move the metal-non-metal equation closer to the multi-body equation, the inconsistency equation, the equation of state. Physics, physics and physics. In general, the theory is based on the theory that the interior of a liquid celestial body is expected to be used.

项目成果

Analysis of excited mercury clusters with diatomic potential energy curves

用双原子势能曲线分析激发态汞团簇

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Physics Letters 425
• 作者: H.Yoneda;H.Morikami;K,Ueda;R.M.More;Hikaru Kitamura;Hikaru Kitamura
• 通讯作者: Hikaru Kitamura

Theoretical potential energy surfaces for excited mercury trimers

激发态汞三聚体的理论势能面

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Physics 325(2006) 325
• 作者: Isozaki;Y.;Kawahata;H.;Minoshima;K;T.D.Matsuda;Hikaru Kitamura
• 通讯作者: Hikaru Kitamura

The role of attractive many-body interaction in the gas-liquid transition of mercury

吸引多体相互作用在汞气液转变中的作用

• 发表时间: 2007
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICS : CONDENSED MATTER 19
• 作者: M.;Kojima;Y.;Sunatsuki;S.;Iijima;N.;Matsumoto;F.;Dahan;J.P.;Tuchagues;松本 尚英;H.Kitamura
• 通讯作者: H.Kitamura

Equation of state for expanded fluid mercury : Variational theory with many-body interaction

膨胀流体汞的状态方程：多体相互作用的变分理论

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Chem. Phys (in press)
• 作者: M.;Kojima;Y.;Sunatsuki;S.;Iijima;N.;Matsumoto;F.;Dahan;J.P.;Tuchagues;松本 尚英;H.Kitamura;米田仁紀;H.Kitamura;H.Kitamura
• 通讯作者: H.Kitamura

Ion-induced nucleation in polar fluids

极性流体中的离子诱导成核

• 发表时间: 2005
• 期刊: 物性研究 84巻・6号
• 作者: H.Kitamura;A.Onuki
• 通讯作者: A.Onuki