探测膨胀温稠物质中的电子输运与热力学性质

《Nature Communications》：Probing electron transport and thermodynamic properties in expanded warm dense matter

　　

摘要

扩展型高温高密度物质是介于凝聚态物质与低密度高能量密度等离子体之间的一种中间状态，其实验约束仍然有限，特别是在金属-非金属转变过程中的输运性质方面。在此，我们利用新开发的脉冲焦耳加热平台结合第一性原理模拟，对扩展型高温高密度铝进行了探索。采用一种基本不依赖模型的、结合时间分辨诊断技术的方法，我们测量了从常密度降至0.6 g·cm^?3且温度超过37 kK的热力学和输运性质，为电导率和状态方程模型提供了基准数据。我们的研究结果揭示了与金属-非金属转变起始相关的电子态局域化现象，并表明在扩展过程中，电导率行为因所遵循的热力学路径不同而表现出显著差异。关键在于，电子弛豫时间——而非电离——主导了这一超临界区域的导电行为。这些观测结果推进了我们对扩展型高温高密度物质的理解，并为未来关于与巨碰撞建模和核聚变能相关的合金及高原子序数元素研究开辟了新的视角。