Квадрупольное взаимодействие в динамике решетки сжатых кристаллов инертных газов в модели деформируемых атомов. 3. Упругие свойства и соотношение Коши для Kr и Xe

Abstract

Развита квантово-механическая модель деформируемых и поляризуемых атомов для исследования упругих свойств кристаллов инертных газов (КИГ) Kr и Xe в широком интервале давлений. Показано, что наблюдаемое отклонение от соотношения Коши (СК) δ(р) в этих кристаллах невозможно адекватно воспроизвести, учитывая только многочастичное взаимодействие. Индивидуальная зависимость δ(р) для каждого из кристаллов есть результат двух конкурирующих взаимодействий – многочастичного и квадрупольного, проявляющегося в квадрупольной деформации электронных оболочек атомов при смещениях ядер. Вклады от этих взаимодействий в Kr и Xe с хорошей точностью компенсируются, что обеспечивает для δ(р) величину, слабо зависящую от давления в хорошем согласии с экспериментальными данными.

Розвинуто квантово-механічну модель атомів, що можуть деформуватися та поляризуватися, для дослідження пружних властивостей кристалів інертних газів (КІГ) Kr та Xe у широкому інтервалі тиску. Показано, що відхилення від співвідношення Коші (СК) δ(р), яке спостерігається в цих кристалах, неможливо адекватно відтворити з урахуванням тільки багаточасткової взаємодії. Індивідуальна залежність δ(р) для кожного з кристалів являє собою результат двох конкуруючих взаємодій – багаточасткової та квадрупольної, що проявляється в деформації електронних оболонок атомів при зсувах ядер. Внески від цих взаємодій у Kr та Xe з хорошою точністю компенсуються, що забезпечує для δ(р) величину, яка слабо залежить від тиску у доброму узгодженні з експериментальними даними.

In this work, we developed the quantum mechanical model of deformable and polarizable atoms (the model by K.B. Tolpygo) for the research of the elastic properties of raregas crystals of Kr and Xe in a wide range of pressure. It is shown that it is impossible to reproduce the observed deviation from the Cauchy relation δ(р) for Kr and Xe adequately with taking into account the many-body interaction only. The individual dependence δ(р) for each of the crystals is the result of two competing interactions, the many-body interaction and the quadrupole interaction one generated by the deformation of atoms’ electron shells when nuclei are displaced. Contributions of these interactions to Kr and Xe compensate each other with high precision that provides δ with a value which is weakly dependent on pressure. This result is in a good agreement with the experimental data in contrast to ab initio calculations in the density functional theory.