Поведение конденсированных инертных газов на фазовой линии плавления вблизи перехода от притяжения к отталкиванию атомов
Крайнов В.П.1, Смирнов Б.М.2
1Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
2Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия

Email: vpkrainov@mail.ru
Поступила в редакцию: 31 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 13 ноября 2025 г.
Принята к печати: 15 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2025 г.
Рассмотрено поведение конденсированного инертного газа как системы атомов с парным взаимодействием атомов, где взаимодействие между атомами - ближайшими соседями доминирует, на фазовой линии плавления в области переключения взаимодействия атомов от притяжения к отталкиванию. Точка переключения отвечает давлениям порядка 10 GPa, тогда как экспериментальный метод алмазной наковальни позволяет продвинуться до давлений порядка 100 GPa. Согласно экспериментальным данным точка переключения взаимодействия не является особой точкой, так что давление на фазовой линии плавления монотонно возрастает с температурой. Сконструирован потенциал взаимодействия двух одинаковых атомов инертного газа в области, одной из границ которой отвечает отталкиванию с потенциалом взаимодействия 0.3 eV, а другая соответствует дну потенциальной ямы. Наряду со стандартными параметрами потенциала взаимодействия вблизи дна потенциальной ямы в этом потенциале взаимодействия включена отталкивательная часть, параметры которой следуют из экспериментальных данных для коэффициента теплопроводности инертных газов при высоких температурах. На основе этого потенциала взаимодействия атомов и экспериментальных данных для фазовой линии плавления определены параметры точки переключения взаимодействия. В области переключения взаимодействия скачки плотности атомов и внутренней энергии относительно малы, так что скачок внутренней энергии за счет изменения кристаллической структуры системы атомов становится существенным. Представлены критерии наблюдаемого поведения конденсированных инертных газов при фазовом переходе в рассматриваемой области, соответствующим положительным скачкам плотности атомов и внутренней энергии как в области притяжения, так и отталкивания атомов. Ключевые слова: фазовая линия плавления, обменное взаимодействие атомов инертного газа, метод алмазной наковальни.
- Б.М. Смирнов. УФН 171, 5, 1291 (2001)
- A. Van Valkenburg, C.E. Weir, E.R. Lippincott, E.N. Bunting. J. Res. Natl. Bur. Stand. Sect. 63A, 55 (1959)
- W.A. Bassett. High Pressure Research 29, 163 (2009)
- R.E. Hemley, C.S. Zha, A.P. Jepcoat. Phys. Rev. 39B, 11820 (1989)
- L.W. Finger, R.M. Hazen, G. Zou. Appl. Phys. Lett. 39, 892 (1981)
- R. Boehler, M. Ross, P. Soderlind, D. Boercker. Phys. Rev. Lett. 86, 5731 (2001)
- M. Ross, R. Boehler, P. Soderlind. Phys. Rev. Lett. 95, 257801 (2005)
- D. Santamarna-Purez, G.D. Mukherjee, B. Schwager, R. Boehler. Phys. Rev. 81B, 214101 (2010)
- A.P. Sutton, J. Chen. Phil. Mag. Lett. 61, 139 (1990)
- G. Mie. Ann. Phys. 11, 657 (1903)
- R.A. Aziz, M.J. Slaman. Chem. Phys. 139, 187 (1989)
- R.A. Aziz, M.J. Slaman. Chem. Phys. 142, 1030 (1990)
- A.K. Dham, A.R. Allnatt, W.J. Meath, R.A. Aziz. Mol. Phys. 67, 1291 (1989)
- A.K. Dham, W.J. Meath, A.R. Allnatt, R.A. Aziz, M.J. Slaman. Chem. Phys. 142, 173 (1990)
- Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Наука, М. (1972). 658 с
- Н.Б. Варгафтик, Л.П. Филиппов, А.А. Тармазанов, Е.Е. Тоцкий. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. Энергоатомиздат, M. (1990), 725 c
- S. Chapman, T.G. Cowling. The Mathematical Theory of Non-uniform Gases. Cambr. Univ. Press, Cambridge (1952), 326 p
- J.H. Ferziger, H.G. Kaper. Mathematical Theory of Transport Processes in Gases., North Holland, Amsterdam (1972), 443 p
- Л.А. Палкина, Б.М. Смирнов. ТВТ 12, 37 (1974)
- Б.М. Смирнов. УФН 138, 517 (1982)
- J.E. Lennard-Jones, A.E. Ingham. Proc. Roy. Soc. 107 A, 463 (1924)
- F.H. Stillinger, T.A. Weber. Phys. Rev. 25 A, 978 (1982)
- F.H. Stillinger, T.A. Weber. Phys. Rev. 28 A, 2408 (1983)
- E. Gruneisen E. Ann. Physik 344, 257 (1912)
- J.O. Hirschfelder, F. Charles, Ch.F. Curtiss, R.B. Bird. Molecular Theory of Gases and Liquids. Wiley, New York (1964), 538 p
- B.M. Smirnov. Principles of Statistical Physics. Wiley, Weinheim (2006), 325 p
- M.C. Clapeyron. J. de l'Ecole polytech. 23, 153 (1834)
- R. Clausius. Ann. Phys. 79, 368 (1850)
- J.M. Ziman. Principles of the Theory of Solids. Cambr. Univ. Press, Cambridge (1979), 366 p
- V.A. Rabinovich. Thermophysical Properties of Neon, Argon, Krypton, and Xenon. Hemisphere, Washington (1988), 354 p
- С.М. Стишов. УФН 114, 1, 3 (1974)
- N.V. Nghia, H.K. Hieu, D.D. Phuong. Vacuum 196, 110725 (2018)
- A.G.M. Ferreira, L.J.J. Lobo. Chem. Thermodynamics 40, 618 (2008)
- M. Ross, R. Boehler, P. Soderlind. Phys. Rev. Lett. 95, 257801 (2005)
- B.M. Smirnov, R.S. Berry. Phase Transitions of Simple Systems. Springer, Berlin (2008), 247 p
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика. Часть 1. Наука, М. (1976), 584 с
- B.M. Smirnov. Int. Rev. At. Mol. Phys. 17, 13 (2025).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.