基尔大学路易斯·特拉格 激光束对热稠密物质系统扰动的模拟
信用:扬·沃尔伯格 许多天体，如恒星或行星，含有暴露在高温高压下的物质——专家称之为热致密物质(WDM)
尽管地球上的这种物质状态只出现在地核中，但对WDM的研究对于未来的各个领域都是至关重要的，比如清洁能源、更坚硬的材料或对太阳系的更好理解
在最近发表在《物理评论快报》上的一项研究中，由物理学家Dr
德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心高级系统理解中心的托比亚斯·多恩海姆(Tobias Dornheim)是基尔大学(CAU)的校友，他现在揭示了热致密物质的行为与假设有显著的不同，这就对其先前的描述提出了质疑
为了研究地球上温暖致密物质的奇异状态，科学家们在实验室里人工创造了它
这可以通过强激光压缩来实现，例如在汉堡附近的欧洲XFEL
“用激光束照射塑料或铝箔之类的样品，它会非常强烈地加热，然后被产生的冲击波压缩
由此产生的光谱——这意味着样品在这些条件下的行为——被记录在探测器上，在10-10米(1埃)的范围内，我们可以确定它的材料特性，”博士解释说
HZDR的简·沃尔伯格补充道:“然而，温度或密度等重要参数无法直接测量
因此，理论模型对于WDM实验的评估至关重要
" 系统越受干扰，反应越弱 托拜厄斯·多恩海姆发展了这样的模拟模型，用于暖稠密物质的理论描述
从科学家所知到现在，计算完全基于“线性反应”的假设
“这意味着，样品(即所谓的目标)被激光照射的次数越多，这些材料中的电子被激发的强度就越大，反应也就越强烈
然而，在他们的新出版物中
CASUS的托比亚斯·多恩海姆博士
HZDR的杨·沃尔伯格和教授
医生
CAU的迈克尔·博尼茨现在表明，在强烈的刺激下，反应比预期的要弱
他们得出结论，考虑非线性效应至关重要
这些结果对解释温稠密物质的实验有深远的影响
“通过这项研究，我们已经为温密物质理论的许多新发展奠定了基础，”多恩海姆估计，“在未来几年内，将对WDM的非线性电子密度响应进行大量研究
" 他们的结果是基于广泛的计算机模拟使用量子统计路径积分蒙特卡罗方法(PIMC)
早在20世纪50年代，理查德·费曼就奠定了这种方法的基础
近年来，博士
多恩海姆成功地改进了算法，使计算更加高效和快速
然而，在上述研究中，超级计算机在超过400天的时间里计算了超过10，000个中央处理器核心
计算是在HZDR的高性能集群修普诺斯和赫莫拉、德累斯顿技术大学信息服务和高性能计算中心(ZIH)的金牛座集群、北德高性能计算协会的计算机和CAU的计算机中心进行的
WDM可以在能源行业扮演重要角色 对热致密物质的研究不仅对了解木星、土星等行星的结构或太阳系及其演化很重要，而且在材料科学中也有应用，例如超硬材料的开发
然而，它可以在能源工业中发挥最重要的作用，促进惯性聚变的实现——惯性聚变是一种几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源，具有未来的潜力
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