Новая модель, включающая магнитные состояния, объясняет необычное поведение плутония
Обычно материалы расширяются при нагревании. Более высокие температуры заставляют атомы вибрировать, колебаться и занимать больший объём. Однако для одной из фаз плутония, называемой дельта-плутонием, происходит обратное — он сжимается при температуре выше комнатной. В новом исследовании, опубликованном в журнале Reports on Progress in Physics, учёные из LLNL продемонстрировали модель, способную воспроизвести и объяснить тепловое поведение и необычные свойства дельта-плутония. Модель рассчитывает свободную энергию материала – величину, отражающую количество доступной или полезной энергии в системе.
Электронная структура плутония относится к числу самых сложных среди всех элементарных металлов, поскольку его электроны легко поддаются влиянию теории относительности, магнетизма и кристаллической структуры. Новая модель свободной энергии впервые учитывает эффекты магнитных флуктуаций.
Эту методологию можно распространить и на другие материалы, где динамический магнетизм играет роль, например, на железо и его сплавы, которые важны в геофизике. В дальнейшем авторы планируют рассмотреть влияние микроструктур, дефектов и несовершенств, присутствующих в реальных материалах.
