跨越温度区间的稠密等离子体电子输运模型
等离子体物理
2020-05-27 v2
摘要
我们提出了一种暖稠密与热稠密等离子体中电子输运的新模型，该模型将量子 Landau-Fokker-Planck 方程与平均力散射概念相结合。我们得到了跨越数个温度量级的电导率与热导率，从暖稠密物质条件到热的非简并等离子体条件，包括二者之间具有挑战性的交叉区间。基于平均力散射构建精确的有效库仑对数，很好地缓解了 Fokker-Planck 碰撞理论所特有的小角近似，使得该理论即使在低温下也能保持准确，这一点已与高保真量子模拟结果相比较。电子-电子碰撞与电子-离子碰撞被同等对待。研究发现，对其的精确处理对于氢是必不可少的，并预计对其他低 Z 元素也很重要。我们发现，电子-电子散射对热导率数值的影响一直持续到略低于费米能量的温度。该理论的准确性似乎仅在极低温度下热导率的行为上出现偏差，这是由于泡利不相容原理与小角近似在涉及电子-电子散射时的微妙相互作用所致。即便如此，该模型与从头算模拟仍具有良好的一致性。
引用
@article{arxiv.2002.00928,
title = {A Model of Electron Transport in Dense Plasmas Spanning Temperature Regimes},
author = {Nathaniel R. Shaffer and Charles E. Starrett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00928},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 7 figures (2 new, 1 updated)