研究X射线加热的固体密度物质非平衡行为的分子动力学方法
原子与分子团簇
2017-08-24 v2
摘要
当物质暴露于高强度X射线自由电子激光脉冲时，X射线激发内壳层电子，通过各种原子过程使电子电离并产生高能密度等离子体，即温或热稠密物质。所得系统由处于不同电子构型的原子组成，在光激发后的亚皮秒至皮秒时间尺度上热化。我们展示了一项关于X射线加热的固体密度物质的模拟研究。为此，我们使用XMDYN，一个基于蒙特卡洛分子动力学且具有周期性边界条件的代码，其允许研究非平衡动力学。XMDYN能够处理包含轻和重原子种类并具有完整电子构型空间和3D空间非均匀性的系统。为验证我们的方法，我们将XMDYN对模型系统的电子温度和离子电荷态分布与基于平均原子模型的XATOM（一个扩展到包含等离子体环境的从头算X射线原子物理工具包）的热化系统结果进行比较。此外，我们还将金刚石的平均电荷演化与玻尔兹曼连续体方法的预测进行比较。我们证明XMDYN结果与上述方法在定量上吻合良好，表明当前XMDYN的实现是模拟固体中X射线驱动的非平衡动力学的一个可行方法。为说明XMDYN处理复杂系统的潜力，我们展示了对三碘苯衍生物5-氨基-2,4,6-三碘间苯二甲酸（I3C）的计算，这是一种与生物分子成像相关的化合物，由重和轻原子种类组成。
引用
@article{arxiv.1703.09110,
title = {A molecular-dynamics approach for studying the non-equilibrium behavior of x-ray-heated solid-density matter},
author = {Malik Muhammad Abdullah and Anurag and Zoltan Jurek and Sang-Kil Son and Robin Santra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.09110},
year = {2017}
}