HIỆU ỨNG NHIỆT-TỪ LÊN PHỔ NĂNG LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO ĐẶT TRONG PLASMA

Nguyễn Thị Hương Giang, Huỳnh Gia Phú, Lý Duy Nhất1,
1 Trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

hiệt độ kết hợp với từ trường có thể ảnh hưởng đến phổ năng lượng của nguyên tử hydro khi nhúng trong plasma bị giam trong từ trường, gây ra hiệu ứng nhiệt-từ. Điều này được phát hiện thông qua việc tách chuyển động khối tâm để thu được Hamiltonian chính xác. Trong công trình này, chúng tôi áp dụng phương pháp toán tử FK để khảo sát hiệu ứng này lên mức năng lượng cơ bản và các mức kích thích bậc nhất. Kết quả thu được nghiệm chính xác bằng số đến 9 chữ số thập phân với cường độ từ trường lên đến  Tesla và nhiệt độ lên đến  K, trong hai trường hợp bán kính Debye  và  Kết quả này chỉ ra rằng sự thay đổi các mức năng lượng có thể quan sát bằng thực nghiệm, và khi xét bài toán nguyên tử hydro nhúng trong plasma cần được chú ý đến hiệu ứng nhiệt-từ.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

Bahar, M. K. (2015). Effects of laser radiation field on energies of hydrogen atom in plasmas. Physics of Plasmas, 22(9), Article 092709. https://doi.org/10.1063/1.4931171
Bahar, M. K., & Soylu, A. (2015). Confinement effects of magnetic field on two-dimensional hydrogen atom in plasmas. Physics of Plasmas, 22(5), Article 052701. https://doi.org/10.1063/1.4919613
Bahar, M. K., & Soylu, A. (2020). Generalized potential for confined positronium atom immersed in plasmas. Chemical Physics, 530, Article 110584. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2019.110584
Betti, R., & Hurricane, O. A. (2016). Inertial-confinement fusion with lasers. Nature Physics, 12(5), 435-448. https://doi.org/10.1038/nphys3736


Cao, T.-X. H., Ly, D.-N., Hoang, N.-T. D., & Le, V.-H. (2019). High-accuracy numerical calculations of the bound states of a hydrogen atom in a constant magnetic field with arbitrary strength. Computer Physics Communications, 240, 138-151. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2019.02.013
Chen, Z., & Goldman, S. P. (1992). Relativistic and nonrelativistic finite-basis-set calculations of low-lying levels of hydrogenic atoms in intense magnetic fields. Physical Review A, 45(3), 172-–1731. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.45.1722
Dorchies, F., Ta Phuoc, K., & Lecherbourg, L. (2023). Nonequilibrium warm dense matter investigated with laser–plasma-based XANES down to the femtosecond. Structural Dynamics, 10(5). https://doi.org/10.1063/4.0000202
Goldston, R. J., & Rutherford, P. H. (1995). Introduction to Plasma Physics. IOP Publishing Ltd. https://doi.org/10.1887/075030183X
Goryca, M., Li, J., Stier, A. V., Taniguchi, T., Watanabe, K., Courtade, E., Shree, S., Robert, C., Urbaszek, B., Marie, X., & Crooker, S. A. (2019). Revealing exciton masses and dielectric properties of monolayer semiconductors with high magnetic fields. Nature Communications, 10(1), Article 4172. https://doi.org/10.1038/s41467-019-12180-y
Gyanendra P., S. (2014). On computation for a hydrogen atom in arbitrary magnetic fields using finite volume method. Journal of Atomic and Molecular Sciences, 5(3), 187-205. https://doi.org/10.4208/jams.040514.053014a
He, Y., Blackburn, T. G., Toncian, T., & Arefiev, A. V. (2021). Dominance of γ-γ electron-positron pair creation in a plasma driven by high-intensity lasers. Communications Physics, 4(1), Article 139. https://doi.org/10.1038/s42005-021-00636-x
Igoshev, A. P., Popov, S. B., & Hollerbach, R. (2021). Evolution of neutron star magnetic fields. Universe, 7(9), 1-34. https://doi.org/10.3390/universe7090351
Jirka, M., & Kadlecová, H. (2023). Pair production in an electron collision with a radially polarized laser pulse. Physics of Plasmas, 30(11), Article 113102. https://doi.org/10.1063/5.0168022
Kravchenko, Y. P., Liberman, M. A., & Johansson, B. (1996). Highly Accurate Solution for a Hydrogen Atom in a Uniform Magnetic Field. Physical Review Letters, 77(4), 619-622. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.619
Ly, D.-N., Le, D.-N., Phan, N., & Le, V. (2023). Thermal effect on magnetoexciton energy spectra in monolayer transition metal dichalcogenides. Physical Review B, 107(15), Article 155410. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.155410
Ly, D., Hoang-Trong, D. D., Phan, N., Nguyen, D. P., & Le, V. (2024). Two-dimensional helium-like atom in a homogeneous magnetic field: Numerically exact solutions. Computer Physics Communications, 298, Article 109110. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2024.109110
Ly, D., Hoang, N. D., & Le, V.-H. (2021). Highly accurate energies of a plasma-embedded hydrogen atom in a uniform magnetic field. Physics of Plasmas, 28(6), Article 063301. https://doi.org/10.1063/5.0049564
Miaja-Avila, L., O’Neil, G. C., Uhlig, J., Cromer, C. L., Dowell, M. L., Jimenez, R., Hoover, A. S., Silverman, K. L., & Ullom, J. N. (2015). Laser plasma x-ray source for ultrafast time-resolved x-ray absorption spectroscopy. Structural Dynamics, 2(2), Article 024301. https://doi.org/10.1063/1.4913585
Richer, H. B., Kerr, R., Heyl, J., Caiazzo, I., Cummings, J., Bergeron, P., & Dufour, P. (2019). A Massive Magnetic Helium Atmosphere White Dwarf Binary in a Young Star Cluster. The Astrophysical Journal, 880(2), Article 75. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab2874
Wu, Y., Jain, G., Sizyuk, T., Wang, X., & Hassanein, A. (2021). Dynamics of laser produced plasma from foam targets for future nanolithography devices and X-ray sources. Scientific Reports, 11(1), Article 13677. https://doi.org/10.1038/s41598-021-93193-w
Xi, J., He, X., & Li, B. (1992). Energy levels of the hydrogen atom in arbitrary magnetic fields obtained by using B -spline basis sets. Physical Review A, 46(9), 5806-5811. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.46.5806
Yao, W., Capitaine, J., Khiar, B., Vinci, T., Burdonov, K., Béard, J., Fuchs, J., & Ciardi, A. (2022). Characterization of the stability and dynamics of a laser-produced plasma expanding across a strong magnetic field. Matter and Radiation at Extremes, 7(2), Article 026903. https://doi.org/10.1063/5.0058306
Zeeman, P. (1897). The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance. Nature, 55(1424), 347-347. https://doi.org/10.1038/055347a0