Численное моделирование термодинамических и кинетических свойств квантовых плазменных сред в экстремальных условиях в рамках вигнеровской формулировки квантовой механики.

Исследования плазменных сред в экстремальных условиях имеют важное фундаментальное и прикладное значение в большом числе областей физики, начиная от астрофизики и физики высоких энергий и заканчивая теорией металлов и физикой полупроводников. Основная трудность при теоретическом изучении их свойств связана с тем, что такие системы в большинстве случаев являются квантовыми и сильнонеидеальными, из-за чего неприменимы различные аналитические подходы и модели, основанные на теории возмущений. Поэтому для исследования таких систем необходимы численные методы, основанные на "первых принципах".Наиболее мощными подходами к моделированию сильнонеидеальных квантовых систем являются методы PIMC, основанные на интегралах по путям в конфигурационном пространстве. Однако они не позволяют проводить вычисления средних значений произвольных квантовых операторов, зависящих от импульса или функций распределения по импульсам и энергиям и, тем более, не могут быть использованы для расчёта транспортных свойств веществ.Проект направлен на разработку новых численных методов, позволяющие рассчитывать как термодинамические, так и кинетические свойства сильнонеидеальных кулоновских систем, состоящих из электрически заряженных фермионов разных сортов. Для этого будет разработан формализм, сочетающий вигнеровскую формулировку квантовой механики в фазовом пространстве с интегралами по путям. На его основе будут разработаны численные методы Монте Карло, позволяющие рассчитывать термодинамические величины, средние значения квантовых операторов, парные корреляционные функции, функции распределения по импульсам и энергиям для сильнонеидеальных квантовых многочастичных систем фермионов разных сортов.Разработанные методы будут использованы для исследования термодинамических и кинетических свойств водородной и электрон-дырочной плазмы в условиях сильной неидеальности и вырождения. В частности, впервые будет исследовано влияние кулоновского взаимодействия на функции распределения по импульсам и кинетическим энергиям в условиях сильной неидеальности, изучено их асимптотическое поведение и условия возникновения "хвостов" при больших импульсах, которые могут существенно влиять на пороги химических и ядерных реакций, а также константы скоростей.