热稠密等离子体中占据的电子组态数目
等离子体物理
2021-03-31 v1 太阳与恒星天体物理
统计力学
原子物理
计算物理
摘要
在处于局部热力学平衡的中或高 Z 元素的热稠密等离子体中，对光谱不透明度和状态方程等关键宏观量有贡献的电子组态数目可能极为庞大。本文中我们提出分析等离子体中相对论电子组态数目的系统方法。尽管组合意义上的组态数目即使对中 Z 元素也可能巨大，但具有不可忽略布居的组态数目要低得多，并且强烈且非平凡地依赖于温度和密度。我们讨论两种用于估计占据组态数目的有用方法：（i）在收敛的超跃迁阵列（STA）计算中利用超组态内总组合组态数的精确计算，以及（ii）利用电子在束缚壳层上布居的概率分布的多维宽度估计，若忽略电子交换和相关效应则该分布为二项分布。我们分析这些方法，并详细讨论导致占据组态数目庞大的机制。对若干低、中、高 Z 等离子体在宽广温度和密度范围内进行了全面的平均原子有限温度密度泛函理论（DFT）计算。讨论并解释了温度和密度对占据组态数目的影响。
引用
@article{arxiv.2103.07663,
title = {The number of populated electronic configurations in a hot dense plasma},
author = {Menahem Krief},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07663},
year = {2021}
}