在经典分子动力学模拟中追踪电子捕获过程以用于等离子体谱线展宽
等离子体物理
2025-10-24 v2 天体物理仪器与方法
原子物理
计算物理
光学
摘要
等离子体光谱学是诊断实验室和天体物理等离子体的基本工具。对光谱的准确解释取决于对斯塔克展宽及其他影响谱线机制的精确建模和理解。在此背景下，计算机模拟已成为有价值的工具，提供了具有明确定义条件的理想化实验。特别是分子动力学模拟，擅长再现等离子体内部的粒子相互作用及其对辐射原子或离子状态的影响。然而，这些模拟在追踪电子捕获过程方面存在挑战，因为设定一个明确的标准来区分束缚电子和自由电子并非易事。在本文中，我们引入了一种新算法，该算法在经典框架内精确识别电子被离子捕获并随后围绕其运行在稳定轨道上的场景。该算法的适用性扩展到电荷数 Z >= 1 的发射体。此过程能够正确识别扰动发射离子的电场微场的有效时间历程，这些历程将用于后续的线形计算。应用此算法得到的电离平衡结果与基于模拟中粒子势能的另一种方法进行了比较，发现两者吻合良好，从而验证了这种方法的可用性。
引用
@article{arxiv.2502.04808,
title = {Tracking electron capture processes in classical molecular dynamics simulations for spectral line broadening in plasmas},
author = {D. González-Herrero and G. Pérez-Callejo and R. Florido and M. A. Gigosos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.04808},
year = {2025}
}