高X射线强度下非热稠密等离子体中的瞬态电离势压低

X射线自由电子激光(XFEL)可提供强超短X射线脉冲，为实验室中创建和分析热稠密与温稠密等离子体提供了新途径。由于脉冲超短，XFEL产生的等离子体在初始阶段处于非平衡态，甚至电子子系统在飞秒时间尺度脉冲作用下也可能未达到热平衡。在稠密等离子体中，等离子体环境引起的电离势压低(IPD)对理解和建模微观动力学过程至关重要。然而，所有IPD理论方法均基于局部热平衡(LTE)，将LTE的IPD模型用于非热情形一直存在争议。本工作中，我们提出一种非LTE(NLTE)方法，结合量子力学电子结构计算与经典分子动力学模拟来计算IPD效应。该混合方法使我们能在不受LTE假设限制的情况下，研究XFEL脉冲作用期间及之后电离势与IPD的时间演化。在我们的NLTE方法中，瞬态IPD值表现为随时间演化的分布，这是传统基于LTE的模型无法刻画的。时间积分电离势值与固体密度铝等离子体的基准实验数据及其他基于LTE的理论预测吻合良好。本工作有望为XFEL脉冲诱导的稠密等离子体形成与热化的非平衡动力学提供关键见解。