Температурная зависимость электрического сопротивления металлического водорода

Abstract

Рассчитана электрическая проводимость жидкого металлического водорода при температуре 3000–27000 K и плотности 0.35 mol/cm3, при которых он был получен в земных условиях. Водород рассматривается как трехкомпонентная система, состоящая из электронов, протонов и нейтральных атомов водорода. В случае обратного времени релаксации для электропроводности использован второй порядок теории возмущений по электрон-протонному и электрон-атомному взаимодействиям. Кулоновское электрон-электронное взаимодействие учтено в приближении случайных фаз, а обменное взаимодействие и корреляции электронов проводимости – в приближении локального поля. Для протонной и атомной подсистем использована модель твердых сфер. Концентрация электрически нейтральной атомной компоненты оказалась значительно выше, чем предполагалось авторами открытия металлического водорода, а ее роль в формировании электрического сопротивления с ростом температуры уменьшалась.

Electrical conductivity of liquid metallic hydrogen has been calculated for 3000–27000 K and density of 0.35 mol/cm3, the conditions it was produced on earth. The hydrogen is considered as a three-component system, consisting of electrons, protons and neutral atoms of hydrogen. For an inverse relaxation time the conductivity is treated within the second order perturbation theory on electron-proton and electron-atomic interactions. An electron-electron interaction is taken into account in the random-phase approximation. For proton and atomic subsystems the hard spheres model is used. The concentration of electrically neutral component turned out to be much higher than was expected earlier. Its role in formation of the electrical resistance diminished with temperature increase.