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温稠密物质吸收谱的第一性原理研究

温稠密物质，第一性原理计算，密度泛函理论

基于基本的密度泛函理论框架下，采用线性响应理论，我们重新推导了宏观介电函数分解表达式，给出了满足第一性原理的带内跃迁介电函数的表达式，并根据该公式建立了一套完成的温稠密物质不透明度计算方法。温稠密物质（WDM）广泛存在于天体物理和惯性约束聚变(ICF)，其重要特征：热能、费米能和库伦势均处于同一个量级。使得传统等离子体模型以及经典凝聚态物质都无法很好去准确描述。在ICF中，作为辐射流体力学模拟的输入参数，辐射不透明度对内爆过程和结果的预测起到不可或缺的作用。然而目前即使对于简单金属，价电子对不透明度贡献的理论预测也仍是巨大的挑战。此前，人们分别通过第一性原理分子动力学和均匀电子气模型来研究宏观介电函数的带间跃迁和带内跃迁部分，然而均匀电子气模型并不适用于温稠密物质的物理状态。

        本次工作我们选择标准材料温稠密铝对我们提出的不透明度计算方法进行初步标定。与前人的实验数据和模拟结果进行比对，验证了理论在通常情况下的适用性以及带内跃迁项的修正作用。接着对高功率激光[神光系列、NIF]产生的电子和离子温度达到平衡的系统进行更高环境条件的模拟，得到吸收光谱、不透明度关于密度、温度等变量之间的关系。