溫稠密物質（Warm Dense Matter，簡稱WDM）是一種存在于宇宙星體、地球地幔內部以及實驗室核聚變內爆過程中的特殊物質形態。這種物質的特點是熱能介于費米能之下或略高于費米能，且電子處于部分電離、部分束縛的狀態。盡管已經有一些壓力電離模型被提出，但尚未有一種理論能夠完美描述溫稠密物質的性質。
特征
溫稠密物質是一類廣泛存在的物質，其特點是熱能小于或稍超過費米能狀態。它位于通常的凝聚態物質和高溫完全電離等離子體之間的過渡區域。在這種狀態下，物質的電子既未完全電離也未完全束縛，而是處于一種中間狀態。溫稠密物質的組成包含自由電子、束縛電子、離子、原子、分子及其形成的束團，通常處于高壓狀態。此外，溫稠密物質還具有一般物質所不具備的高能量密度特征。
理論研究
針對溫稠密物質的性質，已有多種壓力電離模型被提出，如SP模型和EK模型。這些模型雖然提供了初步的理解，但在實際應用中仍面臨挑戰。希瑞克斯塔等人通過比較這兩種模型，發現EK模型預測的有效電離勢會隨著溫度升高而顯著降低，這可能有助于更深入地理解溫稠密物質的狀態方程、電導系數、熱導率和離子輻射等性質。然而，EK模型并非完美無缺，實驗數據顯示其與實際情況并不完全一致，這反映了等離子體內電離過程的復雜性。中國科學院院士賀賢土強調，我國在溫稠密物質研究方面尚缺乏一些關鍵設備，如千電子伏特以上的X射線自由電子激光器。目前，中國的研究主要依賴于神光Ⅱ和神光Ⅲ原型激光器來探索溫稠密物質的狀態方程等基本問題。在理論研究方面，研究人員從量子統計的角度出發，探討了溫稠密物質的電離度、等離子體相變、化學勢、自能等物理量，并使用密度泛函和Green函數方法推導出狀態方程和輸運系數。為了獲得更為精確的結果，通常需要借助第一性原理進行數值模擬研究。
應用前景
溫稠密物質在熱核聚變能源的發展中扮演著重要角色。目前，實現可控核聚變的技術路徑主要包括磁約束聚變和慣性約束聚變（ICF）。后者尤其適用于國防和高能量密度物理的基礎科學研究。在ICF過程中，目標球體內的燃料受到壓縮后形成溫稠密物質，因此，對溫稠密物質特性的深入了解對于推進相關研究至關重要。此外，ICF研究所需的高功率、大能量納秒脈沖激光器以及超短、超強皮秒和飛秒激光器也為高能量密度物理研究提供了寶貴的實驗條件。這些設備不僅對ICF研究有著深遠意義，還能促進天體物理模擬實驗室的建設、超高能精致臺式加速器的研究、地幔特性和成礦機理的探究以及超高能核物理的研究。賀賢土指出，高能量密度物理是當前國際上迅速發展的一個新領域。在中國，北京大學應用物理與計算研究中心在這個領域進行了多方面的研究工作，涵蓋了高能量密度狀態下物質特性、強場下的原子電離、帶電粒子加速、可壓縮流體湍流與流體力學不穩定性的研究，以及相關的數學模型和計算機程序開發。2012年10月，該中心主辦了一次高能量密度物理國際會議，吸引了眾多國際知名學者參與，促進了學術交流和國際合作。
參考資料 >
高溫稠密物質的多尺度動力學研究.百度學術搜索.2024-10-27
X射線湯姆孫散射在溫稠密物質研究中的應用.百度學術搜索.2024-10-27
強粒子束產生溫稠密物質熱力學狀態估計.百度學術搜索.2024-10-27