氖的相图与同位素效应的量子路径积分研究

计算了天然氖在 17-50 K 温度范围和 0.01 至 2000 bar 压力范围内的相图。通过计算各相自由能随温度的变化，确定了固相、液相和气相之间的相共存。因此，对于给定压力，共存温度由共存相自由能相等的条件获得。自由能的计算采用了非平衡技术，如绝热切换和可逆标度。将经典 Monte Carlo 模拟获得的相图与量子路径积分模拟获得的相图进行了比较。与氖有限质量相关的量子效应导致共存线相较于经典极限向低温方向移动。发现三相点的移动量为 1.5 K，即约占三相点温度的 6%。确定了 20Ne、21Ne、22Ne 和天然氖的三相点同位素效应。模拟数据与先前的实验结果令人满意地一致，后者报告 20Ne 和 22Ne 的三相点温度之间存在约 0.15 K 的移动。计算了三相点条件下固相和液相的蒸气压同位素效应。量子模拟预测该同位素效应在固相中比在液相中更大，且计算值与现有实验数据显示出近乎定量的吻合。