High-frequency Collective Ionic Dynamics in Liquid Metals

Bài báo do nhóm tác giả TS. Trần Thị Nhàn- Giảng viên Vật Lý- khoa Khoa học cơ bản- Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội cũng PGS. TS Lê Tuấn- Đại học Bách Khoa Hà Nội đăng trên tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội (VNU Journal of Science) tập 4 số 38 tháng 12 năm 2022 từ trang 18 đến trang 24.

Bài báo đã tập trung giải thích nguồn gốc của sự xuất hiện hai loại dao động vật chất gồm sóng ngang và sóng nhanh trong dải tần số GHz của các kim loại ở thể lỏng gần điểm nóng chảy. Hai loại sóng này bản chất là phonon polariton phát sinh từ sự tương tác giữa sóng dao động tâp thể của các hạt ion và sóng điện từ bức xạ do dao động của các ion ở tần số đủ lớn. Khi sử dụng biểu thức mô tả sự tán sắc của phonon-polariton, chúng tôi đã xác định được một số thông số động lực học quan trọng của kim loại lỏng như hệ số thư giãn cấu trúc, vận tốc âm nhanh và âm thường, hằng số điện môi của một số kim loại lỏng ở tần số GHz và cho phép hiểu đặc tính của động lực học vi mô của kim loai lỏng ở cấp độ nguyên tử. Thuyết phonon- polariton có thể sử dụng để tiếp tục nghiên cứu động lực học của một số kim loại lỏng tương tự khác.

Abstract: The coexistence of the transverse and fast sounds of liquid metals in the terahertz range near the melting point is explained. These sound modes are phonon polaritons arisen from the interaction between the transverse collective ionic oscillations, known as phonons, and the electromagnetic wave radiated by the ions in vibration at high enough frequencies, for instance, in liquid Zn, Cu, and Fe. Applying the phonon-polariton dispersion relations, several critical dynamic parameters of these liquid metals such as the structural relaxation times, speeds of the fast and transverse sound modes, dielectric constant at THz frequency are extracted, allowing to further understand dynamic behaviors of liquid metals at the atomic level. Phonon-polariton theory can be used for the study of the dynamics in the terahertz frequency range of similar liquid metals.

Keywords: Fast sound, collective ionic dynamics, liquid metals, phonon polaritons.

Toàn văn bài báo tải về tại đây: https://doi.org/10.25073/2588-1124/vnumap.4701