Thermodynamik von nicht-idealen Plasmagemischen

Diese Projekt beschäftigt sich mit Eigenschaften von Materie unter extremen Bedingungen, wie hoher Druck und Temperaturen von einigen eV. Diese Region des Phasendiagramms von Materie wird allgemein als warme dichte Materie Bezeichnet. Um das Verständnis von warmer dichter Materie zu erweitern, ist es notwendig die spezifische Thermodynamik weiter zu entwickeln. Bis jetzt konzentrierten sich theoretische Studien vor allem auf Plasmen mit wasserstoffähnlichen Teilchen. In der Tat spielen wasserstoffähnliche Teilchen, dass bedeutet Wasserstoff an sich, aber auch einfach inosiertes Helium oder fünffach ionisierter Kohlenstoff, in astrophysikalischen Plasmen eine wichtige Rolle und sind von besonderem Interesse bei Experimenten unter Laborbedingungen. Zum Beispiel treten wasserstoffähnliche Kohlenstoffionen als Targetmaterial bei Strahl-Plasma-Wechselwirkungen auf.

Daher ist eine sorgfältige Rekalkulation der Zustandssumme von dichten, geladenen Kohlenstoffplasmen notwendig. Kürzliche Berechnungen dieser Zustandssumme berücksichtigen dichte- und temperaturabhängige Energieniveaus der Kohlenstoffionen. Dabei treten Effekte wie Variationen der Abschirmung durch das Coulomb-Potential, dynamische Korrekturen der Eigenenergie der Ladungen, die Blockierung von Teilen des Impulsraumes durch das Pauli-Prinzip bei Streuprozessen und die endliche Lebensdauer von Zwei-Teilchen Zuständen auf. Unter Einbeziehung der relativen Verschiebung der Energieniveaus bei steigender Plasmadichte basieren die Studien auf früheren Nachforschungen von Ebeling, Kraeft, Röpke, Kilimann, and Bornath. Deren Ergebnisse müssen um die Abhängigkeit der relativen Energieverschiebung von der Drehimpulsquantenzahl erweitert werden.


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Dr. habil. Claudia-Veronika Meister

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