Выпуски

 / 

2021

 / 

Ноябрь

  

Памяти Владимира Евгеньевича Фортова. Обзоры актуальных проблем


Сверхкритический флюид плазмы паров металлов, инертных газов и экситонов

,
Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация

Рассмотрены переходы пар—жидкость и диэлектрик—металл, а также процесс металлизации — экспоненциальный рост проводимости при сжатии в парах металлов. Исследован механизм "холодной ионизации" на основе выдвинутой гипотезы о существовании электронного желе — зачатка зоны проводимости в газовой фазе. Предложена серия физических моделей, которые объединяет способ описания взаимодействия атомов как когезионное, коллективное, вызванное наличием электронного желе. Рассчитаны параметры критических точек и бинодали большинства металлов периодической таблицы Менделеева, рассмотрены также водород и экситоны. Установлены полезные связи твердотельных характеристик металлов и параметров критических точек. Проведено сравнение теоретических расчётов и результатов эксперимента для уравнения состоянии паров металлов и проводимости в критических точках, на бинодали, а также на околокритических изотермах с учётом процессов холодной и термической ионизации. Предложена модель "скачкообразной" металлизации инертных газов при сжатии, близкой по природе к переходу Мотта. Сделано заключение, что пары металлов в окрестности критической точки проявляют металлические свойства из-за наличия процесса холодной ионизации.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: сверхкритический флюид, фазовый переход пар—жидкость (диэлектрик—металл), когезия, электронное желе, металлизация
PACS: 52.25.Kn, 52.27.Gr, 64.10.+h, 64.60.F−, 64.70.F−, 71.30.+h, 72.15.−v (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.08.038825
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/11/d/
Цитата: Хомкин А Л, Шумихин А С "Сверхкритический флюид плазмы паров металлов, инертных газов и экситонов" УФН 191 1187–1211 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 28 мая 2020, доработана: 5 июля 2020, 21 августа 2020

English citation: Khomkin A L, Shumikhin A S “Supercritical fluid of metal vapor plasmas, rare gases, and excitonsPhys. Usp. 64 (11) (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.08.038825

Список литературы (143) ↓ Похожие статьи (1)

  1. Зельдович Я Б, Ландау Л Д ЖЭТФ 14 32 (1944); Landau L D, Zeldovich Ya B Acta Physicochim. USSR 18 194 (1943)
  2. Бражкин В В и др УФН 182 1137 (2012); Brazhkin V V et al Phys. Usp. 55 1061 (2012)
  3. Бражкин В В УФН 187 1028 (2017); Brazhkin V V Phys. Usp. 60 954 (2017)
  4. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 152 1393 (2017); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 125 1189 (2017)
  5. DeSilva A W, Rakhel A D Contrib. Plasma Phys. 45 236 (2005)
  6. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 147 775 (2015); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 120 672 (2015)
  7. Хомкин А Л, Шумихин А С Физика плазмы 39 958 (2013); Khomkin A L, Shumikhin A S Plasma Phys. Rep. 39 857 (2013)
  8. Фортов В Е и др ЖЭТФ 124 288 (2003); Fortov V E et al J. Exp. Theor. Phys. 97 259 (2003)
  9. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 155 869 (2019); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 128 739 (2019)
  10. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 141 101 (2012); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 114 89 (2012)
  11. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 146 518 (2014); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 119 453 (2014)
  12. Renkert H, Hensel F, Franck E U Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 75 507 (1971)
  13. Jüngst S, Knuth B, Hensel F Phys. Rev. Lett. 55 2160 (1985)
  14. Franz G, Freyland W, Hensel F J. Phys. Colloques 41 (C8) C8-70 (1980)
  15. Pfeifer H P, Freyland W, Hensel F Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 83 204 (1979)
  16. Кикоин И К, Сенченков А П ФММ 24 843 (1967)
  17. Götzlaff W, Schönherr G, Hensel F Z. Phys. Chem. 156 219 (1988)
  18. Ohse R W (Ed.) Handbook of Thermodynamic and Transport Properties of Alkali Metals (New York: Wiley, 1985)
  19. Hensel F, Marceca E, Pilgrim W C J. Phys. Condens. Matter 10 11395 (1998)
  20. Алексеев В А, Веденов А А УФН 102 665 (1970); Alekseev V A, Vedenov A A Sov. Phys. Usp. 13 830 (1970)
  21. Ликальтер А А Теплофизика высоких температур 16 1219 (1978)
  22. Храпак А Г Теплофизика высоких температур 17 1147 (1979)
  23. Якубов И Т ДАН СССР 247 841 (1979)
  24. Жуховицкий Д И Журн. физической химии 67 1962 (1993)
  25. Ali (Basu) M et al J. Chem. Phys. 124 024325 (2006)
  26. Хомкин А Л, Шумихин А С Теплофизика высоких температур 51 663 (2013); Khomkin A L, Shumikhin A S High Temp. 51 594 (2013)
  27. Семенов А М, Петкогло Н П, Захарова О Д Теплофизика высоких температур 46 374 (2008); Semenov A M, Petkoglo N P, Zakharova O D High Temp. 46 337 (2008)
  28. Ликальтер А А УФН 162 (7) 119 (1992); Likal'ter A A Sov. Phys. Usp. 35 591 (1992)
  29. Ликальтер А А УФН 170 831 (2000); Likal'ter A A Phys. Usp. 43 777 (2000)
  30. Likalter A A, Schneidenbach H Physica A 277 293 (2000)
  31. Lang G Z. Metallkd. 68 213 (1977)
  32. Apfelbaum E M, Vorob'ev V S J. Chem. Phys. 139 046101 (2013)
  33. Apfelbaum E M, Vorob'ev V S J. Phys. Chem. B 119 11825 (2015)
  34. Apfelbaum E M, Vorob'ev V S J. Phys. Chem. B 120 4828 (2016)
  35. Фортов В Е, Дремин А Н, Леонтьев А А Теплофизика высоких температур 13 1072 (1975)
  36. Young D A, Alder B J Phys. Rev. A 3 364 (1971)
  37. Ликальтер А А Теплофизика высоких температур 23 465 (1985)
  38. Бушман А В, Фортов В Е УФН 140 177 (1983); Bushman A V, Fortov V E Sov. Phys. Usp. 26 465 (1983)
  39. Fortov V E et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 415 604 (1998)
  40. Bardeen J J. Chem. Phys. 6 367 (1938)
  41. Kuhn T S Phys. Rev. 79 515 (1950)
  42. Kuhn T S, Van Fleck J H Phys. Rev. 79 382 (1950)
  43. Wigner E, Hangtington H J. Chem. Phys. 3 764 (1935)
  44. Kratzer A Z. Phys. 3 289 (1920)
  45. Daw M S, Baskes M I Phys. Rev. B 29 6443 (1984)
  46. Slater J C, Koster G F Phys. Rev. 94 1498 (1954)
  47. Banerjia A, Smith J R Phys. Rev. B 37 6632 (1988)
  48. Rose J H et al Phys. Rev. B 29 2963 (1984)
  49. DeSilva A W, Kunze H-J Phys. Rev. E 49 4448 (1994)
  50. DeSilva A W, Katsouros J D Phys. Rev. E 57 5945 (1998)
  51. Krisch I, Kunze H-J Phys. Rev. E 58 6557 (1998)
  52. DeSilva A W, Katsouros J D J. Physique IV 10 209 (2000)
  53. Clérouin J et al Phys. Rev. B 78 224203 (2008)
  54. Clérouin J et al Phys. Plasmas 19 082702 (2012)
  55. Коробенко В Н, Рахель А Д ЖЭТФ 139 746 (2011); Korobenko V N, Rakhel A D J. Exp. Theor. Phys. 112 649 (2011)
  56. Korobenko V N, Rakhel A D Phys. Rev. B 88 134203 (2013)
  57. Кондратьев А М, Коробенко В Н, Рахель А Д ЖЭТФ 154 1168 (2018); Kondrat'ev A M, Korobenko V N, Rakhel A D J. Exp. Theor. Phys. 127 1074 (2018)
  58. Ternovoi V Ya, Fortov V E, Kvitov S V, Nikolaev D N AIP Conf. Proc. 370 81 (1996)
  59. Emelyanov A N, Nikolaev D N, Ternovoi V Ya High Temp. High Press. 37 279 (2008)
  60. Desjarlais M P, Kress J D, Collins L A Phys. Rev. E 66 025401 (2002)
  61. Mazevet S et al Phys. Rev. E 71 016409 (2005)
  62. French M, Mattsson T R Phys. Rev. B 90 165113 (2014)
  63. Miljacic L et al Calphad 51 133 (2015)
  64. Knyazev D V, Levashov P R Phys. Plasmas 21 073302 (2014)
  65. Minakov D V, Paramonov M A, Levashov P R Phys. Rev. B 97 024205 (2018)
  66. Minakov D V, Paramonov M A, Levashov P R AIP Adv. 8 125012 (2018)
  67. Li D et al Sci. Rep. 4 5898 (2014)
  68. Ding Y H, Hu S X Phys. Plasmas 24 062702 (2017)
  69. Migdal K P et al Appl. Surf. Sci. 478 818 (2019)
  70. Zhang S et al J. Chem. Phys. 146 074505 (2017)
  71. Driver K P et al High Energy Density Phys. 23 81 (2017)
  72. Ovechkin A A, Loboda P A, Falkov A L High Energy Density Phys. 20 38 (2016)
  73. Hou Y et al High Energy Density Phys. 22 21 (2017)
  74. Redmer R Phys. Rev. E 59 1073 (1999)
  75. Kuhlbrodt S, Holst B, Redmer R Contrib. Plasma Phys. 45 73 (2005)
  76. Apfelbaum E M Czech. J. Phys. 56 B618 (2006)
  77. Apfelbaum E M Contrib. Plasma Phys. 56 176 (2016)
  78. Apfelbaum E M Contrib. Plasma Phys. 57 479 (2017)
  79. Fu Z J et al Phys. Scr. 85 045502 (2012)
  80. Норман Г Э, Старостин А Н Теплофизика высоких температур 8 413 (1970); Norman G E, Starostin A N High Temp. 8 381 (1970)
  81. Ebeling W, Norman G E J. Stat. Phys. 110 861 (2003)
  82. Filinov V S et al Contrib. Plasma Phys. 44 388 (2004)
  83. Filinov V S et al Contrib. Plasma Phys. 43 290 (2003)
  84. Минцев В Б, Фортов В Е Письма в ЖЭТФ 30 401 (1979); Mintsev V B, Fortov V E JETP Lett. 30 375 (1979)
  85. Гатилов Л А и др Прикладная механика техническая физика (1) 99 (1985); Gatilov L A et al J. Appl. Mech. Tech. Phys. 26 88 (1985)
  86. Urlin V D, Mochalov M A, Mikhailova O L High Press. Res. 8 595 (1992)
  87. Глуходедов В Д и др ЖЭТФ 116 551 (1999); Glukhodedov V D et al J. Exp. Theor. Phys. 89 292 (1999)
  88. Фортов В Е и др ЖЭТФ 71 225 (1976); Fortov V E et al Sov. Phys. JETP 44 116 (1976)
  89. Минцев В Б, Фортов В Е, Грязнов В К ЖЭТФ 79 116 (1980); Mintsev V B, Fortov V E, Gryaznov V K Sov. Phys. JETP 52 59 (1980)
  90. Preising M et al Phys. Plasmas 25 012706 (2018)
  91. Li Z-G et al Phys. Plasmas 23 052701 (2016)
  92. Sun H et al J. Chem. Phys. 144 124503 (2016)
  93. Wang Z-Q et al Phys. Rev. E 100 033214 (2019)
  94. Adams J R et al Phys. Rev. E 76 036405 (2007)
  95. Rosmej S, Reinholz H, Röpke G Phys. Rev. E 95 063208 (2017)
  96. Fu Z J, Chen Q F, Chen X R Contrib. Plasma Phys. 52 251 (2012)
  97. Apfelbaum E M Contrib. Plasma Phys. 51 395 (2011)
  98. Da Silva L B et al Phys. Rev. Lett. 78 483 (1997)
  99. Knudson M D et al Phys. Rev. Lett. 87 225501 (2001)
  100. Holmes N C, Ross M, Nellis W J Phys. Rev. B 52 15835 (1995)
  101. Белов С И и др Письма в ЖЭТФ 76 508 (2002); Belov S I et al JETP Lett. 76 433 (2002)
  102. Weir S T, Mitchell A C, Nellis W J Phys. Rev. Lett. 76 1860 (2002)
  103. Фортов В Е, Храпак А Г, Якубов И Т Физика неидеальной плазмы (М.: Физматлит, 2010)
  104. Fortov V E et al Phys. Rev. Lett. 99 185001 (2007)
  105. Redmer R et al J. Phys. Condens. Matter 4 1659 (1992)
  106. Apfelbaum E M Phys. Chem. Liq. 48 534 (2010)
  107. Clementi E, Roetti C Atom. Data Nucl. Data Tabl. 14 177 (1974)
  108. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 150 1020 (2016); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Fiz. 123 891 (2016)
  109. Puska M J, Nieminen R M Phys. Rev. B 43 12221 (1991)
  110. Yxklinten U, Hartford J, Holmquist T Phys. Scr. 55 499 (1997)
  111. Белащенко Д К УФН 183 1281 (2013); Belashchenko D K Phys. Usp. 56 1176 (2013)
  112. Regel A R, Ioffe A F Prog. Semicond. 4 237 (1960)
  113. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 151 82 (2017); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Fiz. 124 70 (2017)
  114. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 145 84 (2014); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Fiz. 118 72 (2014)
  115. Stishov S M Phys. Rev. B 47 12260 (1993)
  116. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 148 597 (2015); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Fiz. 121 521 (2015)
  117. Khomkin A L, Shumikhin A S Contrib. Plasma Phys. 56 228 (2016)
  118. Khomkin A L, Shumikhin A S High Temp. High Press. 46 367 (2017)
  119. Khomkin A L, Shumikhin A S High Temp. High Press. 49 143 (2020)
  120. Gathers G R Rep. Prog. Phys. 49 341 (1986)
  121. Seydel U, Fischer U J. Phys. F 8 1397 (1978)
  122. Мартынюк М М Журн. физической химии 57 810 (1983)
  123. Hixson R S, Winkler M A Int. J. Thermophys. 13 477 (1992)
  124. Pottlacher G, Kaschnitz E, Jager H J. Phys. Condens. Matter 3 5783 (1991)
  125. Келдыш Л В УФН 100 514 (1970); Keldysh L V Sov. Phys. Usp. 13 292 (1970)
  126. Thomas G A, Rice T M, Hencel J C Phys. Rev. Lett. 33 219 (1974)
  127. Ross M Phys. Rev. B 58 669 (1998)
  128. Iosilevskiy I L J. Phys. Conf. Ser. 653 012077 (2015)
  129. Gryaznov V K, Iosilevskiy I L J. Phys. A 42 214007 (2009)
  130. Муленко И А, Хомкин А Л, Шумихин А С Теплофизика высоких температур 42 835 (2004); Mulenko I A, Khomkin A L, Shumikhin A S High Temp. 42 842 (2004)
  131. Хомкин А Л, Шумихин А С Вестн. ОИВТ 2 (1) 19 (2019)
  132. Филиппов А В, Старостин А Н, Грязнов В К ЖЭТФ 153 514 (2018); Filippov A V, Starostin A N, Gryaznov V K J. Exp. Theor. Phys. 126 430 (2018)
  133. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 151 1169 (2017); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Fiz. 124 1001 (2017)
  134. Хомкин А Л Теплофизика высоких температур 16 37 (1978)
  135. Хомкин А Л, Шумихин А С Теплофизика высоких температур 50 329 (2012); Khomkin A L, Shumikhin A S High Temp. 50 307 (2012)
  136. Радциг А А, Смирнов Б М Справочник по атомной и молекулярной физике (М.: Атомиздат, 1980); Пер. на англ. яз., Radzig A A, Smirnov B M Reference Data on Atoms, Molecules, and Ions (Springer Series in Chemical Physics) Vol. 31 (Berlin: Springer-Verlag, 1985)
  137. Хомкин А Л, Шумихин А С Физика плазмы 44 832 (2018); Khomkin A L, Shumikhin A S Plasma Phys. Rep. 44 958 (2018)
  138. Hirschfelder J O, Curtiss C F, Bird R B (Eds) Molecular Theory of Gases and Liquids (New York: Wiley, 1954)
  139. Хомкин А Л, Шумихин А С ЖЭТФ 157 717 (2020); Khomkin A L, Shumikhin A S J. Exp. Theor. Phys. 130 602 (2020)
  140. Kloss A et al Phys. Rev. E 54 5851 (1996)
  141. Онуфриев С В Теплофизика высоких температур 49 213 (2011); Onufriev S V High Temp. 49 205 (2011)
  142. Leitner M, Schröer W, Pottlacher G Int. J. Thermophys. 39 124 (2018)
  143. Boboridis K, Pottlacher G, Jäger H Int. J. Thermophys. 20 1289 (1999)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение