Багаточастинкова взаємодія протонів у металічному водні

Abstract

Вперше детально досліджено тричастинкову взаємодію протонів у металічному водні. За неї відповідає член третього порядку теорії збурень за потенціялом електрон-протонної взаємодії для енергії електронів провідности в полі протонів. Показано, що тричастинкова взаємодія протонів для більшости конфіґурацій протонів є малою порівняно з ефективною парною взаємодією, але для деяких конфіґурацій вона значно перевищує останню. Показано, що тричастинкова взаємодія прагне стиснути водень до більших густин, ніж це спроможна зробити парна ефективна двочастинкова взаємодія. Найбільша глибина потенціяльної ями для тричастинкової взаємодії протонів відповідає розташуванню протонів на одній прямій, що можна інтерпретувати як тенденцію до створення кубічної ґратниці для водню в металічному стані. Кристалічний стан металічного водню має бути стійким при температурах, що значно перевищують кімнатну. Тричастинкова взаємодія сприяє переходу водню в атомарний стан як проміжний при переході водню з молекулярної фази в металічну.

Впервые детально исследовано трёхчастичное взаимодействие между протонами в металлическом водороде. За него отвечает член третьего порядка теории возмущений по потенциалу электрон-протонного взаимодействия для энергии электронов проводимости в поле протонов. Показано, что трёхчастичное взаимодействие для большинства конфигураций протонов является малым по сравнению с эффективным парным взаимодействием, но для некоторых конфигураций оно значительно превышает последнее. Показано, что трёхчастичное взаимодействие стремится сжать водород до больших плотностей, чем это в состоянии сделать парное эффективное взаимодействие. Наибольшая глубина потенциальной ямы для трёхчастичного взаимодействия протонов соответствует размещению протонов на одной прямой, что можно интерпретировать как тенденцию к образованию кубической решётки для водорода в металлическом состоянии. Кристаллическое состояние водорода может быть устойчивым при температурах, которые значительно превышают комнатную. Трёхчастичное взаимодействие способствует переходу водорода в атомарное состояние как промежуточное при переходе водорода из молекулярной фазы в металлическую.

For the first time, three-particle interaction of protons in metallic hydrogen is studied in detail. This interaction is conditioned by the third-order member of perturbation theory for the potential of the electron—proton interaction for the energy of conduction electrons in the field of protons. As shown, the three-particle interaction of protons for the majority of protons’ configurations is small as compared with the effective pair interaction, but, for some configurations, it is much stronger than the last one. As shown, the three-particle interaction tends to compress hydrogen to higher densities than effective two-particle interaction is able to do. The maximal depth of the potential well for the three-particle interactions of protons corresponds to the location of protons in a straight line that can be interpreted as a tendency to form a cubic lattice of hydrogen in the metallic state. The crystalline state of metallic hydrogen should be stable at temperatures much higher than room one. Three-particle interaction promotes the transition of hydrogen in monoatomic state as intermediate state during the transition from molecular phase to metallic one.