金刚石在3至80 TPa范围内的冲击雨贡纽曲线
等离子体物理
2022-03-31 v1
摘要
利用球面汇聚激波射线照相技术,测量了初始为金刚石的碳的主雨贡纽曲线,压力范围从3到80 TPa(3000万至8亿大气压),这是迄今达到的最高压力。激波由美国国家点火装置(NIF)激光加热黑腔中软X射线烧蚀塑料涂层产生。实验采用低和高驱动功率进行,覆盖了不同但重叠的压力区间。通过跨球径的时间分辨X射线射线照相的剖面匹配,确定了激波的半径-时间历程及其后方的质量密度剖面。在约50 TPa以上,激波引起的加热足以电离相当比例的K壳层电子,降低对10.2 keV探测X射线的不透明度。利用样品总质量恒定的约束,同时推导出不透度和质量密度。雨贡纽曲线与不透明度与电子态和状态方程(EOS)的密度泛函理论计算一致,并与基于托马斯-费米理论的理论雨贡纽曲线显著不同。用于预测NIF上金刚石烧蚀体实验(产生了迄今惯性约束聚变实验最高中子产额)可压缩性的理论模型,与我们的EOS测量在定性上一致,但似乎略微高估了可压缩性。这些测量有助于评估理论技术并约束适用于白矮星的宽范围EOS模型,白矮星是星系中至少97%恒星的最终演化形态。
引用
@article{arxiv.2203.16065,
title = {Shock Hugoniot of diamond from 3 to 80 TPa},
author = {Damian C. Swift and Andrea L. Kritcher and Amy Lazicki and James A. Hawreliak and Tilo Doeppner and Heather D. Whitley and Joseph Nilsen and Benjamin Bachmann and Michael MacDonald and Brian Maddox and Natalie Kostinski and Gilbert W. Collins and Siegfried Glenzer and Stephen D. Rothman and Dominik Kraus and Roger W. Falcone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16065},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2203.08891