Modellierung großer Planeten

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Die Modellierung des inneren Aufbaus großer, Jupiter-ähnlicher Planeten ist eine grundlegende Aufgabe der Astrophysik und gleichzeitig sehr eng mit anderen Disziplinen der Physik verbunden. Für ein verbessertes Verständnis der Struktur und der Evolution großer Planeten sind verlässliche Daten für die physikalisch-chemischen Eigenschaften der wichtigsten planetaren Materialien wie H2, He, H2O und CH4 in einem weiten Bereich von Dichte und Temperatur notwendig. Dabei ist der Kernbereich mit extremen Bedingungen von Druck (einige Megabar) und Temperatur (einige 10.000 Kelvin) eine besondere Herausforderung für die theoretische Beschreibung (starke Korrelationen) und Untersuchungen im Labor (Stoßwellenexperimente). Im Rahmen des Projekts soll deshalb die Zustandsgleichung und die elektrische Leitfähigkeit von H2, He, H2O, und CH4 für diesen stark korrelierten Bereich mit Quanten-Molekulardynamik-Simulationen berechnet werden. Parallel dazu wird das in der AG vorhandene Programm zur Berechnung des inneren Aufbaus großer Planeten weiterentwickelt. Das Ziel des Projekts ist eine verbesserte Behandlung wichtiger physikalischer Probleme, um eine realistischere Beschreibung großer Planeten und ihrer Evolution zu erreichen. Dazu gehören die Mischbarkeit von Wasserstoff und Helium und die Metallisierung dieser Elemente unter extremen Bedingungen.