Understanding XANES spectra of two-temperature warm dense copper using ab initio simulation
采用从头算分子动力学模拟结合线性响应理论，研究了双温稠密铜等离子体的X射线吸收近边谱（XANES）。随着温度的升高，XANES光谱表现出边缘前的结构平衡的减少的吸收后的边缘。通过对各种热力学条件进行系统的模拟，我们建立了一个公式来推导出电子温度Te直接从光谱积分的前边缘，可用于各种热力学条件下遇到的飞秒加热实验中的热非平衡和扩展状态必须考虑。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Momentum distribution function and short-range correlations of the warm dense electron gas -- ab initio quantum Monte Carlo results
在经典等离子体中，对于大的$k$，动量分布$n(k)$呈指数衰减，对于理想的费米气体也是如此。然而，当量子效应和关联效应同时相关时，已经预测了代数衰变，$n_\infty(k)\sim k^{-8}$。这是相关的截面和阈值过程中的致密等离子体，取决于高能粒子的数量。在这里，我们提出了广泛的\textit{ab initio}结果的动量分布的非理想均匀的电子气在温暖的稠密物质的条件。我们的结果是基于第一原理费米子路径积分蒙特卡罗（CPIMC）模拟，并清楚地证实了$k^{-8}$渐近。这种渐近行为直接与短程相关性有关，短程相关性通过顶部对分布函数（顶部PDF）进行分析，即具有相反自旋的电子的PDF。我们提出了广泛的结果的密度和温度依赖性的顶部PDF和在整个动量范围内的动量分布。
2021-03-08 physics.plasm-ph
Ab initio path integral Monte Carlo simulations of warm dense two-component systems without fixed nodes: structural properties
本文采用ξ-外推PIMC方法克服费米子符号问题，准确模拟温密氢与铍的结构性质，为轻元素及混合物研究提供无固定节点的新途径。
2024-03-04 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ab initio Exchange-Correlation Free Energy of the Uniform Electron Gas at Warm Dense Matter Conditions
在最近的一封信中[T. Dornheim \textit{et al.}，物理学修订快报。\textbf{117}，156403（2016）]，我们提出了热力学极限下温暖稠密电子气的第一个\textit{ab initio}量子蒙特卡罗（QMC）结果。然而，交换相关自由能相对于密度、温度和自旋极化的完整参数化仍然遥不可及，这是由于缺乏（i）低于$θ=k_\text{B}T/E_\text{F}=0.5$的准确QMC结果和（ii）不同于顺磁情况的自旋极化的QMC结果。在这里，我们克服了剩下的两个限制。通过关闭基态的间隙，并进行广泛的QMC模拟不同的自旋极化，我们能够获得第一个完整的\textit{ab initio}交换相关自由能泛函，实现的准确性是前所未有的$\sim 0.3\%$。这也使我们能够量化的准确性和系统误差的各种以前的近似泛函。
2017-03-23 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Ab initio results for the plasmon dispersion and damping of the warm dense electron gas
暖稠密物质（WDM）是介于凝聚态和稠密等离子体之间的一种奇异状态。WDM的重要事件包括密集的天体，地球核心的物质以及强压缩实验中产生的物质。最近，X射线汤姆逊散射已经成为诊断WDM的先进工具。数据的解释需要动态结构因子$S(q,ω)$和等离子体激元色散$ω(q)$的模型输入。最近的第一个\textit{ab initio}结果$S(q,ω)$的均匀温暖的稠密电子气获得的路径积分蒙特卡罗模拟，[Dornheim \textit{et al.}，物理。\textbf{121}，255001（2018）]。在这里，我们分析了相关性和有限温度对动态介电函数和等离激元色散的影响。我们的等离激元色散和阻尼的结果显着不同的随机相位近似和早期的相关电子气模型。此外，我们展示了常用的弱阻尼近似时，以及如何复零点的介电函数的方法可以解决这个问题的WDM条件。
2020-08-11 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Ab initio path-integral Monte Carlo results for the one-particle spectral function of the warm dense electron gas
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Universität Rostock（罗斯托克大学）；Christian-Albrechts-Universität zu Kiel（基尔克里斯蒂安-阿尔布雷希特大学）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（先进系统理解中心）
本文通过从头计算路径积分蒙特卡罗方法，研究了暖稠密电子气体在不同耦合强度下的单粒子谱函数和自能，为真实物质系统的研究提供了新的第一原理工具。
2026-09-24 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph physics.plasm-ph
Ab initio model of optical properties of two-temperature warm dense matter
我们提出了一个模型来描述两个温度系统的热物理和光学性质的加热电子和冷离子在固体晶格中发生在超快加热实验。我们的模型是基于密度泛函理论框架内的从头计算模拟。通过评估Kubo-Greenwood公式获得光学性质。通过将我们的从头算模型的材料参数应用到双温度模型中，我们能够在相同的理论框架内描述飞秒激光加热金的温度弛豫过程及其光学性质。最近对超快加热金的光学性质的时间分辨测量揭示了飞秒激光脉冲与固态物质之间相互作用的动力学。将从我们的研究的模拟中获得的不同场景与实验数据进行比较[Chen，Holst，Kirkwood，Sametoglu，Reid，Tsui，Recoules和Ng，Phys. Rev. Lett. 110，135001（2013）]。
2018-02-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
\emph{Ab initio} Quantum Monte Carlo simulation of the warm dense electron gas
热致密物质是等离子体物理中最活跃的前沿领域之一，因为它与致密天体物理学对象以及新型实验室实验（其中物质被强压缩，例如通过高功率激光）相关。它的描述在理论上是非常具有挑战性的，因为它包含在有限温度下的相关量子电子-一个不能用标准分析或基态方法精确建模的系统。近年来，费米量子蒙特卡罗模拟取得了突破性进展。首先，已经表明有限模型系统（$30 \dots 100$电子）的精确模拟是可能的，其避免了任何简化近似，例如固定节点[Schoof { \em et al.}，物理修订版信函{ \bf 115}，130402（2015）]。其次，Dornheim { \em et al.}报道了一种将这些结果精确外推到热力学极限的新方法。[Phys. Rev. Lett. { \bf 117}，156403（2016）]。结果，现在热的稠密电子气的热力学结果是可用的，其具有$0.1\%$量级的前所未有的精度。在这里，我们对这些结果进行了概述，并讨论了局限性和未来的发展方向。
2016-11-08 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ab initio simulation of warm dense matter
暖密物质（WDM）-一种高度压缩物质的奇异状态-近年来在天体物理学和致密实验室系统中引起了高度兴趣。同时，这种状态在理论上也极难处理。这是由于量子简并、库仑关联和热效应的同时出现，以及等离子体和凝聚相的重叠。最近的突破是由于密度泛函理论（DFT）方法的成功应用，然而，往往缺乏必要的精度和预测能力的WDM应用。随着量子蒙特卡罗（QMC）模拟获得的温暖致密均匀电子气（UEG）交换相关自由能的第一个\textit{ab initio}数据的可用性，情况发生了变化，有关最近的评论，请参见Dornheim \textit{et al.}，Phys. Plasmas \textbf{24}，056303（2017）和Phys. Rep. \textbf{744}，1-86（2018）。在本文中，我们回顾了最近的进一步进展，QMC模拟的温暖稠密UEG：即\textit{ab initio}结果的静态局部场校正$G(q)$和动态结构因子$S(q,ω)$。这些数据与X射线散射实验在自由电子激光设施的比较和理论模型的改进是关键的相关性。在本文的第二部分中，我们讨论了WDM的非平衡模拟。理论方法包括Born-Oppenheimer分子动力学、量子动力学理论、含时密度泛函理论和流体力学。在这里，我们分析了这些方法的优势和局限性，并认为在WDM模拟的进展将需要一个适当的组合的所有方法。一个特殊的角色可能会发…
2020-02-28 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Exchange-correlation effect in the charge response of a warm dense electron gas
热密物质广泛存在于自然界和实验室中，由于量子涨落和经典涨落的相互作用，其研究具有挑战性。本文发展了一种变分图解Monte Carlo方法，并在较宽的温度$q$和动量$T$范围内，确定了热稠密电子气的交换关联核$K_{\rm XC}(q;T)$.我们观察到几个有趣的物理，包括$T$依赖的驼峰结构和大$q$尾巴的演变和出现的标度关系。特别地，通过推导$q \to \infty$的解析形式，我们得到了高精度的$K_{\rm XC}$的大-$q$尾.结果表明，$K_{\rm XC}$数据可以可靠地转换到实空间，从而可以直接用于实温稠密物质的密度泛函理论计算。
2022-09-16 cond-mat.str-el physics.comp-ph physics.plasm-ph
Transport and optical properties of warm dense aluminum in the two-temperature regime: Ab initio calculation and semiempirical approximation
本文研究了双温条件下液态铝的输运和光学性质。首先，在\textit{ab initio}计算中获得光学性质、静态电导率和热导率。\textit{ab initio}计算是基于量子分子动力学、密度泛函理论和Kubo-Greenwood公式。根据\textit{ab initio}的计算结果构造了半经验近似。该近似分别得到静态电导率和热导率的依赖关系$σ_{1_\mathrm{DC}}\propto1/T_i^{0.25}$和$K\propto T_e/T_i^{0.25}$。对于$ρ=2.70$ ~g/cm $^3$，3~kK~ $\leq T_i\leq T_e\leq20$ ~kK的液态铝，该近似是有效的。我们的结果很好地描述了Drude模型与有效弛豫时间$τ\propto T_i^{-0.25}$。我们将我们的结果与其他一些模型进行了比较。它们都在低温极限下还原为具有不同弛豫时间表达式的Drude模型$τ$。我们的结果与使用$τ\propto T_i^{-1}$的模型不一致，并支持使用弛豫时间减小较慢的表达式的模型。
2014-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Ab initio evaluation of the electron-ion energy transfer rate in a non-equilibrium warm dense metal
本文结合有限温度DFT-MD与密度泛函微扰理论，利用依赖密度-温度的Eliashberg函数和电子态密度评估温稠密金属中的电子-离子耦合因子，结果与已有数据一致，并用于讨论温稠密铝的温度平衡。
2024-01-16 cond-mat.other physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ab initio density functional theory approach to warm dense hydrogen: from density response to electronic correlations
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（高级系统理解中心）；College of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院）；State Key Laboratory of High Pressure and Superhard Materials, Jilin University（吉林大学高压与超硬材料国家重点实验室）；International Center of Future Science, Jilin University（吉林大学未来科学国际中心）
本文提出结合时域和静态DFT方法，高精度研究暖密氢体的电子关联特性，为理解天体物理和聚变应用提供新途径。
2025-10-17 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Forward Raman compression via photonic band gap in metals or warm dense matter
光脉冲在光子带隙材料中的群速度与真空中的光速有很大的偏差。前向脉冲和泵浦脉冲的不同速度将使金属或温暖的致密物质中的拉曼压缩成为可能。一个小窗口的参数政权，其中的压缩是可行的，通过前向拉曼散射，被确定。
2010-11-20 physics.plasm-ph
Thermal Signals from Collective Electronic Excitations in Inhomogeneous Warm Dense Matter
基于第一性原理计算，我们预言了在具有非均匀电子结构的热稠密物质中出现新的集体电子激发。新出现的模态受外加扰动幅值的控制。它们包括围绕标准等离子体特征的卫星信号、等离子体到光学模式的转换以及双等离子体模式。最重要的是，这些模式表现出明显的温度依赖性。这使得他们潜在的无价的等离子体参数的诊断在温暖的致密物质制度。我们证明，这些模式可以探测与目前的实验技术。
2021-05-20 physics.plasm-ph
Kubo-Greenwood approach to conductivity in dense plasmas with average atom models
给出了平均原子模型下Kubo-Greenwood电导率的一个新公式。新的配方改进前明确包括离子结构因子。基于这个新的表达式的计算导致更好的协议与从头计算结果的DC电导率的温暖致密的氢和铍，和氢的热导率。我们还给出并测试了一个略有修改的Ziman-Evans公式的电阻率，其中包括一个非自由电子态密度，从而消除了原来的Ziman-Evans公式中的歧义。再次基于这个表达式的结果是在很好的协议与从头计算模拟温暖的致密铍和氢。然而，对于这两个表达式，热致密铝的电导率的计算导致在低温下的从头计算模拟相比，协议差。
2016-03-22 physics.plasm-ph
Impact of the local field correction on transport and dynamic properties of warm dense matter
本研究提出一种考虑电子交换关联效应与离子非理想性的等离子体屏蔽模型，可用于计算散射截面与输运性质，通过稠密氢温度弛豫速率、温密铝电导率算例验证，结果与现有理论及模拟数据相符。
2024-10-09 physics.plasm-ph
Link between K-absorption edges and thermodynamic properties of warm-dense plasmas established by improved first-principles method
通过精确的计算，将X射线K吸收边的变化转化为热力学性质的变化，可以利用X射线吸收技术定量表征温暖稠密等离子体的内部热力学性质，为惯性约束聚变等天体物理应用提供必要的信息。我们表明，这种解释可以通过改进的第一性原理方法来实现。我们的计算表明，K边的移动表现出选择性的热参数的敏感性，因此将是一个合适的温度指数温暖稠密等离子体。我们还表明，与其他实验工具相结合时，一个简单的模型，K-边缘的移动可以用来检测温暖的致密等离子体内部的不均匀性。
2015-02-21 physics.plasm-ph
Chemical potential of the warm dense electron gas from ab initio path integral Monte Carlo simulations
该研究通过两条独立路径的从头算路径积分蒙特卡罗模拟，计算了温密均匀电子气的化学势，实现了对热力学极限的可靠外推，并与现有参数化结果高度吻合，为真实温密物质研究奠定基础。
2024-12-20 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph physics.plasm-ph
Ab initio Density Response and Local Field Factor of Warm Dense Hydrogen
通过从头算路径积分蒙特卡罗方法，研究温稠密氢中电子和质子的部分静态密度响应与局域场因子，严格量化离子-电子交换关联效应，为X射线汤姆孙散射实验提供预测，并为近似方法提供基准数据。
2024-03-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Screening of a test charge in a free-electron gas at warm dense matter and dense non-ideal plasma conditions
利用线性响应理论和局域场修正，基于从头算量子蒙特卡罗模拟数据，研究了在热稠密物质和稠密等离子体条件下部分简并非理想自由电子对试探电荷的屏蔽作用.通过与无规相位近似和Singwi-Tosi-Land-Sjölander近似的比较，对所得结果进行了分析。长波长近似的描述屏蔽的适用性进行了研究。讨论了电子交换关联效应对结构性质的影响以及线性响应理论中屏蔽势对离子动力学模拟的适用性。
2020-09-19 physics.plasm-ph
Real-Space Green's functions for Warm Dense Matter
对热致密物质的电子结构进行精确建模是一个具有挑战性的问题，其解决方案将使人们更好地理解物质的性质，如状态方程，不透明度和导电性，从而从天体物理学到聚变能研究。在这里，我们探讨了实空间格林函数方法作为一种技术解决的科恩-沙姆密度泛函理论方程在温暖的稠密物质条件下。我们发现该方法是易于处理的，准确的密度和温度范围内的利益，与其他方法相比。与其他方法相比，它们被认为是准确的，状态方程很好的协议。
2021-01-06 physics.plasm-ph
The structure of warm dense matter modeled with an average atom model with ion-ion correlations
我们提出了一个新的模型，温暖的致密物质，代表一个中间的方法之间的相对简单的“一个离子”的平均原子模型和更现实的，但计算昂贵的从头计算模拟方法。物理现实主义主要是通过包括围绕中心离子的等离子体中的相关性来实现的。等离子体描述与Ornstein-Zernike积分方程理论的流体，这是耦合到一个平均原子模型的中心离子。在这篇文章中，我们强调了关键元素和近似，以及它们如何与一个典型的平均原子模型相关和扩展。除了相对便宜的计算，这种方法提供了一些优势，从头算模拟，但也有一些限制。该模型进行了验证，从从头计算模拟的几个元素和广泛的等离子体条件下的离子对分布函数的数值解的比较。模拟结果再现非常好，简单的限制理论恢复以及。该模型在计算热稠密物质的性质，如在很宽的温度和密度范围内的状态方程和电导率等方面有许多潜在的应用。
2013-11-15 physics.plasm-ph
X-ray scattering as a probe for warm dense mixtures and high-pressure miscibility
我们展示了弹性X射线散射的能力，以产生信息的致密物质与多个离子物种和致密材料的微观混合。基于从头算模拟的部分结构因子，提出了一种新的计算方法，用于计算致密氢-铍和氢-氦混合物的弹性散射特性。散射信号显着不同之间的单一物种，真正的微观混合物，和两个单独的流体中的散射体积。
2010-05-21 physics.plasm-ph
Thermophysical properties of warm dense hydrogen
我们利用量子分子动力学模拟研究了热重氢的热物理性质。对分布函数，状态方程，Hugoniot曲线，和反射率的新结果。我们比较现有的实验数据和预测的化学图片。特别地，我们讨论了在40 GPa附近稠密流体中发生的非金属-金属相变。
2007-10-04 physics.chem-ph physics.plasm-ph
The impact of three dimensional MHD instabilities on the generation of warm dense matter using a MA-class linear transformer driver
温暖的致密物质很难产生，因为它对应于一种物质状态，其压力比天然材料可以处理的压力大一个数量级。金刚石砧可以用来加压物质高达一个Gbar，这是在高密度，但在室温下。高功率激光和重离子束可以产生温暖的致密物质，但它们不能将其限制足够长的时间，以允许测量准静态传输系数，如粘度或热传导。我们在这里提出了第三种方法来产生温暖的致密物质。它使用脉冲功率驱动器，通过使用等离子体断开开关，大大缩短了电流上升时间，限制了不稳定性的发展。该开关依赖于一个喷气Z箍缩的内爆，该箍缩携带大部分放电电流，直到箍缩到达样品。之后，样品被压缩，直到它达到温暖的致密物质状态。三维磁流体力学计算表明，如果气体的密度足够低，没有可检测到的不稳定性（例如扭结和香肠模式）阻碍了内爆的其余部分。
2017-03-02 physics.plasm-ph
On collisional free-free photon absorption in warm dense matter
本文从Sommerfeld的非相对论韧致辐射截面出发，利用细致平衡关系，导出了热致密物质中自由电子-自由离子碰撞引起的光子吸收率。在均匀简并电子气和均匀离子背景的近似下，将热致密物质视为类金属态。总吸收率在电子费米分布上取平均。一个封闭的表达式获得的吸收率，取决于温度，密度和光子能量，与离子电荷Z的比例。它是数值计算的全参数空间，这需要不同的表示所涉及的超几何函数。结果对大于介质等离子体频率的光子频率有效。他们比较近似公式在各个渐近区域。
2019-07-23 physics.plasm-ph
Decay of Langmuir wave in dense plasmas and warm dense matter
利用固体物理中广泛应用的介电函数理论计算了稠密等离子体中朗缪尔波的衰减。四种情况下被认为是：一个经典的等离子体，麦克斯韦等离子体，一个退化的量子等离子体，和部分退化等离子体。结果与传统的朗道阻尼理论有很大的不同。
2010-04-27 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph quant-ph
Electron transport calculations in warm dense matter using scattering cross sections
采用准原子分子动力学方法，对Ziman公式的电导率在温热稠密物质中进行了测试。已被广泛使用的文献中的几个实施方案进行了系统的测试，通过比较准确，但昂贵的Kohn-Sham密度泛函理论分子动力学（KS-DFT-MD）计算。的比较是由几个元素和混合物，并为广泛的温度和密度，并揭示了一个优选的方法，通常给出了非常好的协议与KSDFT-MD的结果，但在一小部分的计算成本。
2015-09-14 physics.plasm-ph
Plasma Conductivity from Warm Dense Matter to the Spitzer Limit Using Mean-Force Kinetic Theory
University of Michigan（密歇根大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
基于平均力动理学理论，发展了一个从温稠密到热稀薄等离子体条件下计算电子输运系数的理论模型，能够快速准确地计算电导率、热导率和电热系数。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Self-energy effects and energy band theory for warm dense matter
在热致密铝和铍中观察到由于自能移动导致束缚能级展宽和合并而产生的能带结构。提出了热态稠密物质（WDM）的能带理论，发展了基于能带理论的新程序，改进了传统的密度泛函方法。对中低Z波段WDM的状态方程和输运系数进行了大量的数值模拟。利用Lorenz数随简并参数的变化，研究了从完全简并态到部分简并态（与WDM有关），最后到非简并态的转变，得到了WDM的参数上限和下限。结果表明，压力电离的结果在Wiedemann-Franz定律不再适用于WDM。
2018-12-20 physics.plasm-ph
Electronic transport coefficients from ab initio simulations and application to dense liquid hydrogen
利用Kubo的线性响应理论，我们推导出了强关联电子系统中与频率相关的电导率（Kubo-Greenwood公式）、热电势和热导率的表达式。这些评估内从头计算分子动力学模拟，以研究在稠密的液态氢，特别是附近的非金属-金属过渡区的热电输运系数。我们还观察到显着的偏差，广泛使用的Wiedemann-Franz法，这是严格有效的，只对退化系统，并给出一个估计其有效的应用范围对较低的密度。
2012-05-03 physics.plasm-ph
Condensed phase effects on the electronic momentum distribution in the warm dense matter regime
本文报道了Mbar压力下热密Be的价电子动量分布函数n（p）和动力学结构因子的从头计算。我们观察到一个意想不到的，强大的康普顿轮廓重塑密度增加时，甚至在任何显着的核心波函数重叠或发生的行为。我们认为，这种非微扰效应是由于随着密度的增加，价电子波函数和芯电子波函数的正交化对n（p）的影响越来越大，可以通过x射线自由电子激光和大规模激光冲击加热设备上的非弹性x射线散射观察到，并且对于致密的部分电离等离子体的热力学性质也可能更普遍地重要。
2013-08-15 physics.plasm-ph
Improving dynamic collision frequencies: impacts on dynamic structure factors and stopping powers in warm dense matter
本研究针对温稠密物质模拟诊断的模型需求，利用自洽场平均原子模型数据，通过纳入量子态密度等因素改进动态碰撞频率，提升了平均原子模型与第一性原理理论的吻合度，可解释散射光谱特征并修正阻止本领。
2023-01-23 physics.plasm-ph
Modelling of warm dense hydrogen via explicit real time electron dynamics: Electron transport properties
本文提出通过将双组分等离子体原子模拟的长波行为映射到双流体模型，并利用 Markov Chain Monte Carlo 采样提取电子输运性质。该方法应用于波包分子动力学建模的温稠密氢，推导结果与多种参考计算一致，但发现电子粘度较经典模型显著降低。
2024-10-11 physics.plasm-ph
Warm dense matter conductivity including electron-electron collisions
解决了关于电子-电子碰撞在稠密等离子体动态电导率中的作用的争论。特别是，直流电导率分析在低密度，非简并的限制，其中斯皮策理论是有效的和电子-电子碰撞导致众所周知的减少的结果为洛伦兹等离子体。随着简并度的增加，电子-电子碰撞对直流电导率的贡献减小，并且对于Ziman-Faber理论适用的液态金属域可以忽略。我们展示了如何电子-电子碰撞必须实现在计算的基础上的Kubo-Greenwood公式，这是preferred适用于模拟的频率依赖的电导率在温暖的稠密物质区域，即任意简并。
2015-01-25 physics.plasm-ph
Atomic population kinetics in the context of XUV/X-ray free electron laser generating warm dense matter and strongly coupled plasmas
本文提出用密度矩阵方法计算稠密等离子体（即热稠密物质和强耦合等离子体）中自电离态的原子光谱性质。这是由于在计算自电离态的原子布居数时考虑等离子体电荷成分产生的微电场的影响的重要性。对于自电离态，电子密度证明统计方法超过固体密度带来严重的怀疑，即使在致密的等离子体的统计方法。这也导致标准方法框架中的谱线形状的变化。讨论了X射线自由电子激光（XFEL）与固体密度物质相互作用产生的致密等离子体辐射的重要性。
2017-02-02 physics.plasm-ph
Optical conductivity of warm dense matter in wide frequency range within quantum statistical and kinetic approach
热致密物质的基本性质由介电函数描述，介电函数提供了与频率相关的电导率，辐射的吸收，发射和散射，带电粒子停止和进一步的宏观性质。不同的方法的介电函数和相关的动力学碰撞频率进行了比较，在一个很宽的频率范围内。被认为是高频限制描述逆韧致辐射和低频限制的直流电导率。检验了广义线性响应理论和动力学理论的标准方法的求和规则和Kramers-Kronig关系。在铝，氙和氩等离子体的应用结果进行了讨论。
2016-02-03 physics.plasm-ph
Kinetic Theory for Electronic Transport Properties of Warm Dense Matter: Chapman-Enskog Solution of the Uehling-Uhlenbeck Equation
University of Michigan（密歇根大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
基于Uehling-Uhlenbeck方程的Chapman-Enskog解，发展了一种动理学理论，用于预测温稠密等离子体中的电导率、热导率和电热系数，并考虑了电子简并、衍射和强耦合效应。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Nonlinear electronic density response of the ferromagnetic uniform electron gas at warm dense matter conditions
在最近的一封信中[T. Dornheim \emph{et al.}，物理学~修订版~ Lett.~ \textbf{125}，085001（2020）]，我们已经提出了第一个\emph{ab initio}结果的非线性密度响应的电子在温暖的致密物质制度。在目前的工作中，我们扩展这些努力进行广泛的新路径积分蒙特卡罗（PIMC）模拟的\emph{ferromagnetic}电子气，受到外部谐波扰动。这使我们能够明确量化的影响，自旋效应的非线性密度响应的温暖密集的电子气。除了他们的实用程序的描述温暖的致密物质在外部磁场，我们的研究结果进一步推进我们目前的理解均匀的电子气作为一个基本的模型系统，这是很重要的本身。
2021-06-07 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.plasm-ph
Estimating ionization states and continuum lowering from ab initio path integral Monte Carlo simulations for warm dense hydrogen
本文提出利用化学模型从从头算PIMC模拟中提取温稠密氢的电离势下降与电离度，并分析其与常用模型的差异及XRTS散射角对敏感性的影响。
2025-03-18 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Collisional stopping power of ions in warm dense matter
University of Michigan（密歇根大学）；Sandia National Laboratory（桑迪亚国家实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）
基于等离子体动理论，结合费米简并效应和平均原子模型中的强库仑关联，发展了离子在温稠密物质中碰撞阻止本领的模型，并验证了其准确性。
2025-11-11 physics.plasm-ph
Analysis of laser shock experiments on precompressed samples using a quartz reference and application to warm dense hydrogen and helium
兆巴（1兆巴= 100 GPa）激光冲击预压样品允许达到前所未有的高密度和适度高10000- 100000 K的温度。我们在这里描述了一个完整的分析框架，在这些实验中产生的测速（VISAR）和高温（SOP）数据。由于预压缩增加了初始密度的样品和石英参考压力密度，反射率和温度测量，我们描述了分析校正的基础上提供的实验数据温暖的致密二氧化硅和密度泛函理论为基础的分子动力学计算机模拟。使用我们改进的分析框架，我们报告了对以前发表的关于温暖的稠密氢和氦的数据的重新分析，将新推断的压力，密度和温度数据与最先进的状态方程模型进行比较，并提供更新的反射率值。
2015-10-12 physics.plasm-ph
Average-Atom Model for X-ray Scattering from Warm Dense Matter
基于平均原子模型，提出了一种分析X射线被热致密物质汤姆逊散射的方案。重点讨论了束缚电子对X射线的散射。利用平均原子模型中的参数（化学势、平均离子电荷、自由电子密度、束缚和连续波函数和占据数），计算了随离子运动的电子的弹性散射和自由电子和束缚电子的非弹性散射对散射X射线谱的贡献。所得到的方案提供了一个相对简单的诊断与X射线散射测量。应用给出了致密的氢，铍，铝，钛，锡等离子体。在高动量转移，从束缚电子的非弹性散射的贡献是铝，钛和锡的散射X射线光谱的主要特征。
2012-11-01 physics.plasm-ph
An integral equation model for warm and hot dense mixtures
在Starrett和Saumon [Phys.Rev.E87，013104（2013）]中，描述并验证了用于计算温热致密物质的电子和离子结构的模型。在该模型中，使用基于密度泛函理论的平均原子（AA）模型来确定等离子体中的一个“原子”的电子结构，并且通过将AA模型耦合到控制流体结构的积分方程来确定离子结构。该模型仅适用于具有一个核物种的等离子体。在这里，我们将其扩展到处理等离子体与许多核物种，即混合物，并将其应用到碳-氢混合物相关的惯性约束聚变实验。无轨道和Kohn-Sham分子动力学模拟的预测的电子和离子结构的比较揭示了良好的协议，化学键是不显着的。
2014-08-15 physics.plasm-ph
Thermal PBE in warm dense matter: Does it matter and is it accurate?
Helmholtz–Zentrum Dresden–Rossendorf (HZDR)（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
通过实现和系统基准测试热PBE泛函，证明其在Kohn-Sham密度泛函理论计算中显著改善温稠密物质性质描述，与路径积分蒙特卡洛参考数据高度一致且计算成本低。
2026-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Linear-response time-dependent density functional theory approach to warm dense matter with adiabatic exchange--correlation kernels
提出一种新的LR-TDDFT方法，结合绝热XC核与KS响应，超越ALDA/AGGA，适用于温稠密物质，并在温稠密氢上验证了其有效性。
2023-02-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Application of a spherically averaged pair potential in \emph{ab initio} path integral Monte Carlo simulations of the warm dense electron gas
本文在温稠密电子气的\emph{ab initio}路径积分蒙特卡洛模拟中采用Yakub-Ronchi球平均对势，发现其能以极低成本准确计算积分性质，但在小波数下需用Ewald方法保证精度。
2025-04-01 physics.chem-ph physics.plasm-ph
K$_α$ Emission Profiles of Warm Dense Argon Plasmas
从一个温暖的稠密等离子体环境中发射的K线轮廓被用于诊断由高能量激光脉冲产生的Ar液滴等离子体。分析的时间和空间集成的光谱，我们推断的Ar液滴内的温度梯度从约10 eV的顺序的冷温度高达250 eV及以上的更高的温度。为了表征温暖和密集的环境对发射器的影响，等离子体屏蔽被认为是在一个微扰的方法的哈密顿量。等离子体影响多粒子系统，导致发射的能量移动以及由于电子-离子和电子-电子相互作用的电离能。通过这种方法，我们得到了一个很好的再现的光谱特征，强烈影响电离和激发过程中的等离子体。与广为人知的FLYCHK程序和原始论文中给出的温度分布相比，计算内部自由度（束缚态）并在我们的量子统计方法中处理压力电离导致更详细的温度-密度-关系，并导致推断的温度分布的不同结果。
2017-09-22 physics.plasm-ph
Photonic band gap and x-ray optics in warm dense matter
本文从理论上研究了固体或稠密等离子体周期结构中软x射线的光子带隙。软X射线，这是基于这些带隙的光学操纵机制，计算证明。讨论了软X射线的反射和放大以及啁啾软X射线脉冲的压缩和展宽。本文还研究了利用带隙的双能级原子激光方案。
2010-04-26 physics.optics physics.plasm-ph
Theory of plasmon decay in dense plasmas and warm dense matter
朗缪尔波在稠密等离子体中的衰减不能用朗道阻尼理论精确地预言。介电函数理论的介绍，预测更高的阻尼比朗道阻尼理论。这种强阻尼与金属中的实验观察数据更一致。结果表明，强等离子体激元衰减导致存在一个参数制度，其中后向拉曼散射是不稳定的，而前向拉曼散射是稳定的。这种机制可以用于通过后向拉曼压缩来产生强X射线脉冲。最佳的脉冲宽度和强度的估计。
2010-04-27 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph quant-ph
Ionization and temperature measurements in warm dense copper using x-ray absorption spectroscopy
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Mechanical and Aerospace Engineering, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系）；Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester（罗切斯特大学激光能量学实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本研究利用X射线吸收谱测量暖密铜的电离和温度，通过实验数据改进相关模型。
2026-02-20 hep-ex physics.plasm-ph
Ionization potential depression and Fermi barrier in warm dense matter--a first--principles approach
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel（基尔大学理论与天体物理研究所）
本文基于第一性原理量子蒙特卡罗模拟，研究等离子体中电离势降低和费米势垒的影响，探讨核电荷增加对电离势降低的贡献。
2025-02-14 physics.plasm-ph
Backward Raman compression of x-rays in metals and warm dense matters
实验观测到的金属和稠密等离子体中长波朗缪尔波的衰减速率比流行的朗道阻尼理论的预测大几个数量级。探索的差异，并存在一个制度，其中前向拉曼散射是稳定的，后向拉曼散射是不稳定的检查。在这个制度中的X射线脉冲的放大，通过后向拉曼压缩，计算证明，和最佳的脉冲宽度和强度估计。
2010-04-26 physics.optics physics.plasm-ph
