ALUMINUM AT T ≈ T_F : THEORY OF THE DYNAMICALLY COMPRESSED METALLIC STATE

Résumé
Nous rendons compte ici d'une méthode de calcul de l'équation d'état et des courbes Hugoniot des métaux simples sous haute compression, à la fois dynamique et statique. La méthode est fondée sur l'observation que les énergies libres de Helmholtz des phases isochoriques solide et liquide diffèrent surtout par leurs composantes entropiques respectives. Par conséquent, nous utilisons une théorie pseudopotentielle au second ordre pour calculer les fonctions thermodynamiques du métal simple par une méthode variationnelle qui traite la phase solide, à des fins structurelles, comme un liquide supra-refroidi. Dans le cas de l'aluminium, nous avons examiné des compressions de volume de l'ordre de V/V₀≈1/3, correspondant aux valeurs atteintes dans de récentes mesures de choc nucléaire. Les températures associées sont dans les environs de T_F et de telles conditions requièrent que l'on tienne pleinement compte de la dépendance en température de l'énergie du gaz d'électrons et de la fonction diélectrique.

Abstract
This work reports a method for calculating the equation of state and Hugoniot curves of simple metals under high compression, both dynamic and static. The method is hased on the observation that the Helmholtz free energies of isochoric solid and liquid phases differ mainly in their respective entropic components. Accordingly, we use second order pseudopotential theory to calculate the thermodynamic functions of the simple metal by a variational method that treats the solid phase, for structural purposes, as a supercooled liquid. In the case of aluminum, we have considered volume compressions in the range V/V₀≈1/3 which correspond to values reached in recent nuclear shock measurements. Associated temperatures are in the neighborhood of T_F and such conditions require that the temperature dependence of the electron gas energy and dielectric function be fully taken into account.