预测行星条件下超离子水的相行为
计算物理
2021-11-24 v1 地球与行星天体物理
材料科学
统计力学
摘要
宇宙中大多数水可能是超离子的,其热力学与输运性质对行星科学至关重要,但难以通过实验或理论探测。我们利用机器学习与自由能方法克服量子力学模拟的局限,表征了极端条件下水的氢扩散、超离子转变与相行为。我们预测一种具有混合堆垛的密排超离子相在宽广的温度与压力范围内稳定,而体心立方相仅在一个狭小窗口内热力学稳定但具有动力学优势。我们的相边界与现有(尽管稀少)实验观测一致,有助于厘清冰巨星内部绝缘冰、不同超离子相与液态水的比例。
引用
@article{arxiv.2103.09035,
title = {Predicting the phase behaviors of superionic water at planetary conditions},
author = {Bingqing Cheng and Mandy Bethkenhagen and Chris J. Pickard and Sebastien Hamel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09035},
year = {2021}
}