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
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
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
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
Capturing many-body effects in electrical conductivity of warm dense matter
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本文基于密度泛函理论，提出GW近似框架改进导电性计算，揭示电子散射对不同温度下导电性的影响，提升对暖稠密物质导电机制的理解。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph 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
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
Spin-resolved density response of the warm dense electron gas
我们提出了广泛的新的\emph{ab initio}路径积分蒙特卡罗（PIMC）结果的自旋分辨密度响应的均匀电子气（UEG）在温暖的稠密物质条件。这使我们能够明确地评估以前的理论近似的准确性，从而为介电方案的未来发展提供有价值的新见解。从物理的角度来看，我们观察到一个非平凡的表现，出现在强耦合，$r_s\gtrsim5$的自旋偏角静态密度响应函数的有效电子-电子吸引力。所有的PIMC结果都可以在线免费获得，并可用于基准新的近似和模拟方案。
2022-05-02 cond-mat.stat-mech 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
Fast and Universal Kohn Sham Density Functional Theory Algorithm for Warm Dense Matter to Hot Dense Plasma
理解许多过程，例如聚变实验，行星内部和矮星，强烈依赖于热致密物质（WDM）和热致密等离子体的微观物理模型。这种复杂的物质状态是由简并的和接近自由电子、分子和离子的瞬态混合物组成的。这种机制挑战了实验和分析建模，需要预测\emph{ab initio}原子计算，通常基于量子力学Kohn-Sham密度泛函理论（KS-DFT）。然而，随着温度和系统尺寸的立方计算缩放禁止使用DFT通过大部分的WDM制度。最近开发的KS-DFT的随机方法可以在高温下使用，具有与确定性方法完全相同的精度，但是随机误差可以缓慢收敛，并且对于中间温度（<50 eV）仍然昂贵。我们已经开发了一个通用的混合随机-确定性算法DFT在任何温度。这种方法利用KS-DFT的物理特性来无缝集成这些不同方法的最佳方面。我们证明，这种方法显着加速自洽场计算的温度从3至50 eV，同时产生稳定的分子动力学和准确的扩散系数。
2020-07-24 physics.comp-ph physics.plasm-ph
An investigation into the approximations used in wave packet molecular dynamics for the study of warm dense matter
波包分子动力学（WPMD）作为一种快速的计算工具，在研究Born-Oppenheimer近似下的热稠密物质动力学过程中受到了广泛的关注。这些技术通常采用许多近似来实现计算效率，同时实现半经验缩放参数以保持准确性。我们调查三个主要的近似无处不在的WPMD：一个限制的基集，近似交换，缺乏相关性。我们检查每一个原子和分子的氢除了致密的氢等离子体中的这些近似。我们发现，最大的改进WPMD来自于结合两个高斯基础上的价键波函数的半经验校正。一个单一的参数缩放这种修正，以匹配实验压力的稠密氢。最终，我们发现，半经验的尺度参数是必要的，以纠正WPMD的主要近似。然而，减少更多从头算项的标度参数会得到更准确的结果，并更容易显示底层物理。
2021-04-08 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
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
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
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
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
Reproducibility of real-time time-dependent density functional theory calculations of electronic stopping power in warm dense matter
该研究通过四种实时TDDFT实现交叉验证了温稠密氢中α粒子电子阻止本领计算的可重复性，发现结果高度一致，并系统分析了赝势、轨迹依赖性和有限尺寸效应等关键方法学因素的影响。
2024-01-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
\textit{Ab Initio} Path Integral Monte Carlo Results for the Dynamic Structure Factor of Correlated Electrons: From the Electron Liquid to Warm Dense Matter
在极端密度和温度下对电子的准确描述是至关重要的，例如，对天体物理学对象和惯性约束聚变的理解。在这种情况下，动态结构因子$S(\mathbf{q},ω)$构成了一个关键的量，因为它是直接测量的X射线汤姆逊（XRTS）散射实验和管理输运性质，如动态电导率。在这项工作中，我们提出了第一\textit{ab initio}结果$S(\mathbf{q},ω)$进行广泛的路径积分蒙特卡罗模拟和开发一种新的方法所需的解析延拓，这是基于随机抽样的动态局部场校正$G(\mathbf{q},ω)$。此外，我们发现，所谓的静态近似构成了一个很有前途的机会，以获得高质量的数据$S(\mathbf{q},ω)$在相当大的部分温暖的致密物质制度。
2018-10-30 cond-mat.str-el physics.plasm-ph
Accuracy of Kohn-Sham density functional theory for warm- and hot-dense matter equation of state
本文通过高精度从头算分子动力学模拟验证了Kohn-Sham密度泛函理论在暖稠密与热稠密物质状态方程计算中的准确性，并借助机器学习力场证明结果对交换关联泛函选择不敏感。
2024-11-20 physics.comp-ph physics.plasm-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
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
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
The Static Local Field Correction of the Warm Dense Electron Gas: An ab Initio Path Integral Monte Carlo Study and Machine Learning Representation
对天体物理物体中出现的极端密度和温度下的物质进行研究，以及利用高强度激光进行最先进的实验，对许多应用都具有很高的现实意义。虽然没有总体的理论，这种制度的存在，准确的数据的相关电子的密度响应外部扰动是至关重要的。在这种情况下，关键的数量是由本地场校正（LFC），它提供了一个波矢量解析描述的交换相关效应。在这项工作中，我们提出了广泛的新路径积分蒙特卡罗（PIMC）结果的静态LFC的均匀电子气，随后用于训练一个完全连接的深度神经网络。这使我们能够提出一个连续的表示LFC相对于波矢量，密度和温度覆盖整个温暖的致密物质制度。PIMC的数据和神经网络结果都可以在线获得。此外，我们预计从头计算与机器学习方法的组合是一个很有前途的策略，许多应用。
2019-07-19 cond-mat.str-el 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
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
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
Reduced Ionic Diffusion by the Dynamic Electron-Ion Collisions in Warm Dense Hydrogen
电子-离子动态碰撞在决定热密物质（WDM）的静态和输运性质中起着重要作用。用电子力场方法研究了热重氢离子输运性质。与量子分子动力学和无轨道分子动力学的结果相比，考虑了电子和离子的动力学碰撞，大大减少了离子扩散。量子朗之万分子动力学（QLMD）模拟验证了这一物理现象，其中包括电子-离子碰撞诱导摩擦（EI-CIF）到离子的动力学方程。在此基础上，我们提出了一个包含碰撞摩擦修正的离子扩散模型。CIF模型在较宽的密度和温度范围内都是有效的.并与Yukawa单组分等离子体（YOCP）模型和有效OCP（EOCP）模型进行了比较.我们提出了用CIF模型修正EOCP模型来计算自扩散系数，以引入动态电子-离子碰撞效应。
2021-01-03 physics.atom-ph physics.comp-ph 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
Mixed Stochastic-Deterministic Time-Dependent Density Functional Theory: Application to Stopping Power of Warm Dense Carbon
暖致密物质（WMD）描述了一种介于凝聚态物质和经典等离子体之间的中间相，存在于自然和人造系统中。在实验室环境中，需要动态创建WDM。它通常是激光或脉冲功率产生的，并且很难通过实验来表征。测量由WDM靶引起的高能离子的能量损失对于惯性约束聚变的研究具有重要意义。然而，电子耦合，简并和量子效应限制了容易计算的动力学模型的准确性，而高温使凝聚态物质的传统工具，如时间依赖密度泛函理论（TD-DFT），往往难以处理。我们已经开发了一种混合的随机-确定性的方法TD-DFT，它提供了更有效的计算，同时保持所需的精度模型歧视。最近，这种方法显示出显着的改善相比，模型相比，实验能量损失测量WDM碳。在这里，我们描述了这种方法，并证明了其应用程序的温暖致密碳停止acr
2021-12-02 cond-mat.other hep-th physics.comp-ph
Transferable Interatomic Potentials for Aluminum from Ambient Conditions to Warm Dense Matter
本研究利用机器学习原子间势，基于DFT-MD数据训练单一模型，成功模拟铝从环境到温稠密物质（高达60,000 K）的输运和材料性质，克服了计算限制，验证了势的可迁移性。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.plasm-ph
Group Conductivity and Nonadiabatic Born Effective Charges of Disordered Metals, Warm Dense Matter, and Hot Dense Plasma
本文提出利用非绝热 Born 有效电荷（NBEC）转化为群电导率，以在无序金属、温稠密物质和热稠密等离子体等系统中提取电离态，克服了传统平均电离态在静态极限下的差异。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Unraveling electronic correlations in warm dense quantum plasmas
本文突破无节点限制的路径积分蒙特卡罗模拟，揭示温密物质中强库仑作用、量子效应与热激发的电子关联，并准确复现国家点火装置的铍XRTS实验数据。
2024-02-29 physics.comp-ph 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
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
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
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
Informing spectral models for dense plasmas with K-edge absorption measurements of warm dense copper
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；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）；University of Oxford（牛津大学）
本研究利用OMEGA激光装置的实验获取温稠密铜的K边吸收数据，将其与两类模型对比，发现结合激发态投影缀加波势的密度泛函理论可较好建模K边区域，凸显需改进温稠密等离子体的密度依赖原子建模。
2026-08-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
First-Principles Calculation of Principal Hugoniot and K-Shell X-ray Absorption Spectra for Warm Dense KCl
用第一性原理分子动力学方法计算了温密KCl的主Hugoniot和K壳层X射线吸收谱。计算结果说明了电子结构的演化以及第一性原理方法中电离近似描述对压强的影响（由于导带和价带之间的能隙估计不足而引起的）。压力电离和热涂抹是防止压力偏离沿Hugoniot的全球积累的主要因素。此外，电子动能压力和维里压力之间的抵消进一步减小了偏差。X射线吸收谱的计算结果表明，Cl和K的$3p$电子在低能下发生压离后，KCl的带隙仍然存在，这对热致密物质的电子结构演化提供了详细的认识.
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci 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
Electronic pair alignment and roton feature in the warm dense electron gas
对极端密度和温度下的物质的研究，例如在天体物理学物体和核聚变应用中，已经成为物理学，材料科学和相关学科中最活跃的前沿之一。在这种情况下，一个关键的数量是由动态结构因子$S(\mathbf{q},ω)$，这是在散射实验中探索-在这些极端条件下最广泛使用的诊断方法。除了对研究温暖的致密物质至关重要之外，相关量子多体系统的这种动力学性质的建模构成了我们这个时代最基本的理论挑战之一。在这里，我们报告了一个迄今无法解释的\emph{roton feature}在$S(\mathbf{q},ω)$的温暖的稠密电子气，并介绍了微观解释的一个新的\emph{electronic pair alignment}模型。这种新的范式对于理解温暖的致密物质非常重要，并对散射实验的解释产生直接影响。此外，我们希望我们的研究结果能够对一些相关量子多体系统的动力学提供前所未有的见解，例如超冷氦，偶极超固体和双层异质结构。
2022-03-23 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Ab initio path integral Monte Carlo simulations of hydrogen snapshots at warm dense matter conditions
我们结合从头算路径积分蒙特卡罗（PIMC）模拟与固定离子配置从密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）模拟解决电子问题的氢在温暖的稠密物质条件下[M.Böhme et.等. Phys.Rev.Lett. (in打印）]。利用对近似避免了库仑引力引起的路径坍缩问题，并与简单的Kelbg对势进行了比较。我们发现非常有利的收敛行为对前者。由于我们没有施加任何节点限制，我们的PIMC模拟受到臭名昭著的费米子符号问题的困扰，我们详细分析了这个问题。虽然计算要求很高，但我们的结果构成了其他方法和近似（如DFT）的精确基准。我们的设置给了我们独特的能力来研究的重要性质的温暖稠密的氢，如电子静态密度响应和交换相关（XC）内核没有任何模型假设，这将是非常有价值的各种应用，如解释实验和新的XC泛函的发展。
2022-12-20 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
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
First-Principles Determination of Electron-Ion Couplings in the Warm Dense Matter Regime
我们提出了第一性原理计算的非平衡温暖的稠密等离子体，液态金属和热固体，一个基本属性，其中各种模型提供不同的预测之间的能量交换率。为此，引入了电子-离子耦合参数的久保关系，该关系包括固体和等离子体交汇处材料中共存的量子、热、非线性和强耦合效应的自洽性。最重要的是，像其他Kubo关系广泛用于计算电子电导率，表达式可以使用量子分子动力学模拟评估。结果和实验和理论预测的各种电子复杂性，包括铝，铜，铁和镍的代表性材料进行比较。
2019-04-09 cond-mat.stat-mech 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
