Смеси голых атомных ядер на почти однородном вырожденном электронном фоне являются реалистичной моделью материи внутри белых карликов. Несмотря на огромный прогресс в понимании их фазовых диаграмм, достигнутый в основном с помощью моделирования из первых принципов, структурные, термодинамические и кинетические свойства таких смесей изучены плохо. Мы разработали полуаналитическую модель кристаллического состояния бинарных смесей, основанную на концепции взаимного ближнего упорядочения ионов разных сортов. Получены аналитические формулы для электростатической энергии кристаллических смесей, включая эффект статических смещений ионов из узлов решётки, и оценена их остаточная энтропия. Затем была выполнена минимизация свободной энергии относительно параметров порядка для смеси C/O при всех необходимых составах и температурах. Полученная фазовая диаграмма C/O находится в разумном согласии с диаграммой, полученной в наиболее надёжном исследовании из первых принципов. Показано, что равновесная микроструктура кристаллизованной смеси эволюционирует с понижением температуры, что, в принципе, может вызывать структурные переходы. Последние будут сопровождаться выделением тепловой энергии. Предложенная теория открывает путь к анализу упорядочения и построению фазовых диаграмм тернарных смесей, которые представляют большой практический интерес для астрофизики, а также для улучшения расчётов скоростей электрон-ионного рассеяния и кинетических свойств плотного кристаллизованного вещества.

Страница создана 27 мая 2025 г.