高压氢的量子相图
材料科学
2023-06-28 v2 超导电性
计算物理
量子物理
摘要
电子关联与核量子效应之间的相互作用使我们理解元素氢成为一项艰巨的挑战。在此，我们给出低温高压下氢与氘的相图（ GPa），其中计入了高精度的电子与核焓。我们通过扩散量子蒙特卡洛方法计算电子内能，而核量子运动与非谐性则通过随机自洽简谐近似纳入。我们的结果表明，长期寻求的原子金属氢（被预言具有室温超导性）在 GPa 形成（氘中为 GPa）。事实上，非谐性将该相的稳定性推向远高于先前理论估计或已达实验值的压力。在原子化之前，分子氢从导电的 III 相转变为另一种仍为分子结构的金属相（VI 相），转变压力为 GPa（氘中为 GPa）。我们预言了光学光谱与直流导电性中的明确特征，可用于实验区分这两种结构相变。根据我们的发现，迄今为止金属氢的实验证据仅限于分子相。
引用
@article{arxiv.2202.05740,
title = {Quantum phase diagram of high-pressure hydrogen},
author = {Lorenzo Monacelli and Michele Casula and Kosuke Nakano and Sandro Sorella and Francesco Mauri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.05740},
year = {2023}
}