محاسبه پتانسیل مؤثر برهم‌کنش ذرات پلاسمای چگال داغ به روش تابع پاسخ دی‌الکتریک بر پایه پتانسیل هولتن

اکبریان شورکایی, حسین; مهدوی, محمد

doi:10.24200/nst.2022.1470

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک هسته‌ای، دانشگاه مازندران، صندوق پستی: 416-47415، بابلسر - ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1470

چکیده

معرفی پتانسیل مؤثر بین ذرات پلاسما یکی از روش‌های متداول برای بررسی رفتار ذرات موجود در پلاسما می‌باشد. در این مقاله سعی شده است با به کارگیری روش تابع پاسخ دی‌الکتریک، پتانسیل مؤثری برای پلاسمای چگال داغ کاملاً یونیده تعریف گردد. در روش تابع پاسخ دی الکتریک، ابتدا لازم است تا یک تابع پتانسیل اولیه معرفی نموده و با کمک میزان تأثیر آن بر پلاسما، تابع پتانسیل مؤثر به دست ‌آید. تابع پتانسیل اولیه به کار گرفته شده در این مقاله، تابع پتانسیل هولتن می‌باشد که برای اولین بار در این محاسبات استفاده شده است. در ادامه پتانسیل مؤثر حاصل از برهم‌کنش ذرات پلاسما هم‌چون برهم‌کنش الکترون- یون، الکترون- الکترون و یون- یون با سایر نتایج به دست آمده از مطالعات نظری دیگر برای شرایط یکسان از پارامترهای پلاسما مورد مقایسه قرار گرفته شده‌اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که این پتانسیل مؤثر هر دو اثر پلاسمای چگال داغ یعنی اثرات جمعی در فواصل زیاد و اثرات کوانتومی در فواصل کوچک را دربر می‌گیرد و بیانگر توصیف بسیار مناسبی از رفتار ذرات محیط پلاسما چگال داغ می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calculation of the effective potential of hot dense plasma particles by dielectric response function method based on Hulthen potential

نویسندگان [English]

H. Akbarian Shourkaei,
M. Mahdavi

Department of Nuclear Physics, University of Mazandaran, P.O.Box: 47415-416, Balolsar – Iran

چکیده [English]

Introducing the effective potential between plasma particles is one of the common methods to study the behavior of particles in plasma. In this paper, it has been tried to define the effective potential for fully ionized hot dense plasma by using the dielectric response function method. In the dielectric response function method, it is first necessary to introduce an initial potential function, and an effective potential function is obtained with the help of its effect on plasma. The initial potential function used in this paper is the Hulthen potential function, which is used for the first time in these calculations. In the following, the effective potential on the interaction of plasma particles such as electron-ion, electron-electron and ion-ion interaction are compared with other results obtained from other theoretical studies for the same conditions of plasma parameters. The results show that this effective potential includes both the effects of hot dense plasma, i.e. collective effects at long distances and quantum effects at short distances, and represents a very good description of the behavior of particles in hot dense plasma media.

کلیدواژه‌ها [English]

Hot dense plasma
Nonideal plasma
Dielectric response function
Effective potential

مراجع

1. W. Ebeling, W.D. Kraeft, D. Kremp, Theory of Bound States and Ionization Equilibrium, Akademie-Verlag, Berlin, (1976).

2. W.D. Kraeft, et al, Quantum Statistics of Charged Particle Systems, Akademie-Verlag, Berlin, (1986).

3. V.S. Filinov, et al, Phase Transition in Strongly Degenerate Hydrogen Plasma, Jetp Letters, 74(7), (2001).

4. Young-Dae Jung, Dynamic plasma screening effects on semiclassical inelastic electron–ion collisions in dense plasmas, Physics of Plasmas (1994-present) 4, 21 (1997).

5. B. Militzer, D.M. Ceperley, Path integral Monte-Carlo calculations of the deuterium hugoniout, Phys. Rev. Lett., 85, 1890 (2000).

6. A.S. Larkin, V.S. Filinov, V.E. Fortov, Path Integral Representation of the Wigner Function in Canonical Ensemble, Contrib. Plasma Phys., 56(3-4), 187–196 (2016).

7. W.R. Magro, et al, Molecular Dissociation in Hot Dense Hydrogen, Phys. Rev. Lett., 76(8), (1995).

8. Nestor R. Arista, Werner Brandt, Dielectric response of quantum plasmas in thermal equilibrium, Phys. Rev., A 29, 3 (1984).

9. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, Effective screened potentials of strongly coupled semiclassical plasma, Phys. Plasmas, 9, 3758, (2002).

10. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, M.T. Gabdullin, Effective potentials for ion-ion and charge-atom interactions of dense semiclassical plasma, Physics of Plasmas, 17, 042703, (2010).

11. T.S. Ramazanov, Zh.A. Moldabekov, M.T. Gabdullin, Effective potentials of interactions and thermodynamic properties of a nonideal two-temperature dense plasma, Physical Review, E 92, 023104 (2015).

12. M.K. Bahar, A. Soylu, A. Poszwa, The Hulthén Potential Model for Hydrogen Atoms in Debye Plasma, IEEE Transactions On Plasma Science, (2016).

13. J. Sadeghi, Raising and Lowering of Generalized Hulthen Potential from Supersymmetry Approaches, International Journal of Theoretical Physics, 46(3), March (2007).

مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

محاسبه پتانسیل مؤثر برهم‌کنش ذرات پلاسمای چگال داغ به روش تابع پاسخ دی‌الکتریک بر پایه پتانسیل هولتن

مراجع

مراجع

1. W. Ebeling, W.D. Kraeft, D. Kremp, Theory of Bound States and Ionization Equilibrium, Akademie-Verlag, Berlin, (1976).

2. W.D. Kraeft, et al, Quantum Statistics of Charged Particle Systems, Akademie-Verlag, Berlin, (1986).

3. V.S. Filinov, et al, Phase Transition in Strongly Degenerate Hydrogen Plasma, Jetp Letters, 74(7), (2001).

4. Young-Dae Jung, Dynamic plasma screening effects on semiclassical inelastic electron–ion collisions in dense plasmas, Physics of Plasmas (1994-present) 4, 21 (1997).

5. B. Militzer, D.M. Ceperley, Path integral Monte-Carlo calculations of the deuterium hugoniout, Phys. Rev. Lett., 85, 1890 (2000).

6. A.S. Larkin, V.S. Filinov, V.E. Fortov, Path Integral Representation of the Wigner Function in Canonical Ensemble, Contrib. Plasma Phys., 56(3-4), 187–196 (2016).

7. W.R. Magro, et al, Molecular Dissociation in Hot Dense Hydrogen, Phys. Rev. Lett., 76(8), (1995).

8. Nestor R. Arista, Werner Brandt, Dielectric response of quantum plasmas in thermal equilibrium, Phys. Rev., A 29, 3 (1984).

9. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, Effective screened potentials of strongly coupled semiclassical plasma, Phys. Plasmas, 9, 3758, (2002).

10. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, M.T. Gabdullin, Effective potentials for ion-ion and charge-atom interactions of dense semiclassical plasma, Physics of Plasmas, 17, 042703, (2010).

11. T.S. Ramazanov, Zh.A. Moldabekov, M.T. Gabdullin, Effective potentials of interactions and thermodynamic properties of a nonideal two-temperature dense plasma, Physical Review, E 92, 023104 (2015).

12. M.K. Bahar, A. Soylu, A. Poszwa, The Hulthén Potential Model for Hydrogen Atoms in Debye Plasma, IEEE Transactions On Plasma Science, (2016).

13. J. Sadeghi, Raising and Lowering of Generalized Hulthen Potential from Supersymmetry Approaches, International Journal of Theoretical Physics, 46(3), March (2007).

14. Shalom Eliezer, Ajoy Ghatak, Heinrich Hora, Fundamentals of Equations of State; World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore (2002).

15. C. Deutsch, Y. Furutani, M.M. Gombert, Nodal expansions for strongly coupled classical plasmas, Phys. Rep., 69, 85 (1981).

دوره 43، شماره 4 - شماره پیاپی 102
دی 1401
صفحه 84-90

محاسبه پتانسیل مؤثر برهم‌کنش ذرات پلاسمای چگال داغ به روش تابع پاسخ دی‌الکتریک بر پایه پتانسیل هولتن

مراجع

مراجع

1. W. Ebeling, W.D. Kraeft, D. Kremp, Theory of Bound States and Ionization Equilibrium, Akademie-Verlag, Berlin, (1976).

2. W.D. Kraeft, et al, Quantum Statistics of Charged Particle Systems, Akademie-Verlag, Berlin, (1986).

3. V.S. Filinov, et al, Phase Transition in Strongly Degenerate Hydrogen Plasma, Jetp Letters, 74(7), (2001).

4. Young-Dae Jung, Dynamic plasma screening effects on semiclassical inelastic electron–ion collisions in dense plasmas, Physics of Plasmas (1994-present) 4, 21 (1997).

5. B. Militzer, D.M. Ceperley, Path integral Monte-Carlo calculations of the deuterium hugoniout, Phys. Rev. Lett., 85, 1890 (2000).

6. A.S. Larkin, V.S. Filinov, V.E. Fortov, Path Integral Representation of the Wigner Function in Canonical Ensemble, Contrib. Plasma Phys., 56(3-4), 187–196 (2016).

7. W.R. Magro, et al, Molecular Dissociation in Hot Dense Hydrogen, Phys. Rev. Lett., 76(8), (1995).

8. Nestor R. Arista, Werner Brandt, Dielectric response of quantum plasmas in thermal equilibrium, Phys. Rev., A 29, 3 (1984).

9. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, Effective screened potentials of strongly coupled semiclassical plasma, Phys. Plasmas, 9, 3758, (2002).

10. T.S. Ramazanov, K.N. Dzhumagulova, M.T. Gabdullin, Effective potentials for ion-ion and charge-atom interactions of dense semiclassical plasma, Physics of Plasmas, 17, 042703, (2010).

11. T.S. Ramazanov, Zh.A. Moldabekov, M.T. Gabdullin, Effective potentials of interactions and thermodynamic properties of a nonideal two-temperature dense plasma, Physical Review, E 92, 023104 (2015).

12. M.K. Bahar, A. Soylu, A. Poszwa, The Hulthén Potential Model for Hydrogen Atoms in Debye Plasma, IEEE Transactions On Plasma Science, (2016).

13. J. Sadeghi, Raising and Lowering of Generalized Hulthen Potential from Supersymmetry Approaches, International Journal of Theoretical Physics, 46(3), March (2007).

14. Shalom Eliezer, Ajoy Ghatak, Heinrich Hora, Fundamentals of Equations of State; World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore (2002).

15. C. Deutsch, Y. Furutani, M.M. Gombert, Nodal expansions for strongly coupled classical plasmas, Phys. Rep., 69, 85 (1981).

دوره 43، شماره 4 - شماره پیاپی 102دی 1401صفحه 84-90

دوره 43، شماره 4 - شماره پیاپی 102
دی 1401
صفحه 84-90