The dielectric response and structural properties of finite-temperature electron liquids are central to accurately describing the physical behavior of electronic systems. This study presents a robust analytical model for the static structure factor (SSF) of the uniform electron gas, combining physically motivated form for the SSF with constraints derived from high-accuracy path integral Monte Carlo simulations. The model accurately reproduces key features of the SSF across a broad range of temperatures and densities. Using this SSF, the density response function is directly evaluated, enabling a self-consistent definition of the static local field correction. As practical applications, the model is employed to investigate the low-velocity stopping power and the electron–ion friction coefficient. Results derived for the friction coefficient show good agreement with simulation data at moderate coupling and degeneracy. The proposed approach provides a computationally efficient and reliable method for characterizing the static response properties of correlated electron systems, facilitating improved simulations of energy deposition and ionic transport in warm dense matter and other strongly coupled quantum plasmas.
有限温度電子液体の誘電応答と構造特性は、電子系の物理的挙動を正確に記述する上で中心的な役割を果たす。本研究は、一様電子ガスの静的構造因子(SSF)に対する頑健な解析モデルを提示する。これは、物理的に動機づけられたSSFの形式と、高精度経路積分モンテカルロシミュレーションから導出された制約を組み合わせたものである。このモデルは、広範囲の温度と密度にわたってSSFの主要な特徴を正確に再現する。このSSFを用いて、密度応答関数を直接評価し、静的局所場補正の自己無撞着な定義を可能にする。実用的な応用として、このモデルを用いて低速阻止能と電子-イオン摩擦係数を調査する。摩擦係数から導出された結果は、中程度の結合と縮退においてシミュレーションデータと良い一致を示す。提案されたアプローチは、相関電子系の静的応答特性を特徴付けるための計算効率が高く信頼性のある方法を提供し、温かい高密度物質や他の強結合量子プラズマにおけるエネルギー付与とイオン輸送の改善されたシミュレーションを促進する。