超临界铁中的动态相变

近期对超临界态理解的进展提出，在临界点上方存在一条新的界线，将两种物理上截然不同的物质状态分开：刚性液体和非刚性类气流体。这条被称为 Frenkel 线的位置对于重要的真实系统仍然未知。在此，我们利用分子动力学模拟绘制了超临界铁相图中的 Frenkel 线。基于我们的数据，我们提出了一种适用于任何系统的定位 Frenkel 线的通用方法，该方法重要的是不涉及特定系统的详细计算，而仅依赖于熔化线的知识。我们进一步讨论了 Frenkel 线与超临界液态金属中金属 - 绝缘体转变之间的关系。我们的结果使得预测几种感兴趣条件下的超临界铁状态成为可能。特别是，我们预测木星核心中的液态铁处于“刚性液体”状态且具有高度导电性。最后，我们分析了地球和金星等较小行星以及系外行星核心中铁电导率的演变：随着行星冷却，超临界核心在 Frenkel 线处发生向刚性液体导电状态的转变。