Упругость #кулоновских #кристаллов
Небольшие звезды вроде #Солнца заканчивают свой жизненный путь в виде #белых #карликов. После того, как в них прекратилась выработка энергии за счёт термоядерных реакций, они сжались под действием #гравитации и начали медленно остывать. При этом ионы образовали в них кристаллическую решётку, а электроны — газ, из-за особых свойств называемый вырожденным. Похожим образом устроена кора #нейтронных #звёзд — конечной стадии эволюции звёзд потяжелее.
Упругими свойствами кулоновских кристаллов определяются характеристики колебаний белых карликов и нейтронных звёзд. Поэтому их изучение важно для астрофизики. Это тема научной работы Андрея Кожберова из сектора Теоретической астрофизики.
Кулоновские кристаллы могут быть однокомпонентными, а могут состоять из нескольких типов ионов. Например, бинарные кулоновские кристаллы содержат два типа ионов. Геометрия их также может отличаться: кристаллическая решётка может быть объëмоцентрированной (ОЦК, куб с ионами в вершинах и в центре) или гранецентрированной (ГЦК, куб с ионами в вершинах и центрах граней). Также может отличаться нейтрализующий фон: он может быть однородным или нет, электроны могут быть вырожденными или невырожденными.
Для нахождения модуля сдвига кулоновского кристалла достаточно рассмотреть, как меняется энергия кристалла при небольших деформациях. Это делается при помощи разложения в ряд Тейлора по малым смещениям. Различают модуль сдвига и модуль сжатия. Андрей нашёл эти модули для различных типов однокомпонентных и бинарных кристаллов. Также он определил разрушающее напряжение, т. е. деформацию, при которой кристалл ломается.
