溫稠密物質

溫稠密物質（warm dense matter縮寫WDM,）是在宇宙星體、地幔內部、實驗室核聚變內爆過程中廣泛存在的一類物質。

概念

溫稠密物質範圍很寬，可以定義為熱能小於或稍超過費米能狀態的物質，是通常凝聚態物質和高溫完全電離電漿之間的一類物質，其電子處於部分電離、部分束縛的狀態，成分包括自由和束縛電子、離子、原子、分子以及它們組成的束團，一般處於高壓狀態。通常這類物質具有高的能量密度特徵。

性質

還沒有一種滿意的理論能很好描述溫稠密物質性質。雖有好幾種壓力電離模型，但很難判斷它們準確性，如何實驗診斷難度很大。國際上很多數值模擬程式中都採用SP模型，它是用離子間距作為考慮有效禁止的平均離子模型的參量；而EK模型是用離子和自由電子密度之和表示粒子間距，作為考慮有效禁止的平均離子模型的參量。

希瑞克斯塔等人用兩種模型預言溫稠密物質的有效電離勢發生連續下降的特性，表明了EK模型給出更大的下降，這對精確研究溫稠密物質狀態方程、電導係數和熱導率、離子輻射等性質都有重要意義。

實驗的重要性還在於他們篩選出了更好的模型。實驗數據與EK模型吻合的更好，表明在計算電漿密度時不能忽略電子的影響，考慮電子數量的模擬效果更好。但EK模型仍有不符合實驗的地方，還需要更多實驗和細節上的修正。這也體現了電漿內部電離的複雜性。

溫稠密物質性質

賀賢土說，我國還沒有像可調諧的千電子伏特以上能量相干的X射線自由電子雷射器，上述實驗由於條件的限制還無法開展。我們主要利用我國神光Ⅱ和神光Ⅲ原型雷射器從整體上進行溫稠密物質的狀態方程等研究；理論上研究溫稠密物質主要從量子統計出發研究它們的電離度、電漿相變（PPT）、化學勢、自能等物理量，並在密度泛函和Green函式等框架下理論研究它們的粒子數密度，進而獲得了狀態方程和輸運係數，精確了解通常要從第一性原理出發進行數值模擬研究。

套用前景

熱核聚變能源是人類理想的清潔能源。實現可控核聚變主要有兩種技術途徑。一種是用托卡馬克裝置開展“磁約束聚變 ”的研究，另一種是雷射驅動的慣性約束聚變（ICF）。ICF研究除了套用於聚變能源之外，還可用於國防和高能量密度物理基礎科學研究。ICF靶丸在內爆過程中受壓縮的燃料就是溫稠密物質，因此，更好的模型對於指導我國的實驗也是重要的參考。同時ICF研究使用的高功率、大能量納秒脈衝雷射器，以及能產生相對論電漿的超短、超強皮秒和飛秒雷射器，可以提供高能量密度物理研究的重要實驗條件。它們不僅對ICF研究，而且對建立地球上天體物理模擬實驗室、推動超高能精緻台式加速器研究、地幔特性和成礦機理研究、超高能核物理研究等都具有十分重要意義。

賀賢土還指出，高能量密度物理是國際上快速發展的新興學科。在我國，北京大學套用物理與計算研究中心在這一領域中 重點開展了以下五個方面的研究：

一是高能量密度狀態下物質的特性，尤其是溫稠密物質的研究；

二是強場作用下原子的電離；

三是強場下帶電粒子加速研究；

四是可壓縮流體湍流與流體力學不穩定性研究；

五是相關數學模型研究和電腦程式開發，已獲得了大量有國際影響的成果。

2012年10月北京大學套用物理與計算研究中心還將主持召開高能量密度物理國際會議，國際上很多這一領域的著名科學家將來華參加這一盛會，進行學術交流和討論合作研究。