Miscibility gap of hydrogen-helium mixtures at high pressures and temperatures

In this work, the miscibility gap of hydrogen-helium mixtures is calculated under conditions relevant for the gas giants Jupiter and Saturn. Density functional theory coupled to classical molecular dynamics simulations is used to obtain the equations of state for 29 helium concentrations. The entropy is calculated using a combination of thermodynamic integration of the equation of state and coupling-constant integration. New planetary profiles for Jupiter and Saturn are derived giving strong indications that there is demixing in Saturn but possibly not in Jupiter.In dieser Arbeit wird die Mischungslücke von Wasserstoff-Helium-Mischungen unter extremen Bedingungen berechnet. Dichtefunktionaltheorie zusammen mit klassischer Molekulardynamiksimulation wird genutzt, um die Zustandsgleichung für 29 Heliumkonzentrationen zu berechnen. Die Entropie wird mit Hilfe von thermodynamischer Integration in Zusammenhang mit 'coupling-constant' Integration berechnet. Neue Planetenprofile für Jupiter und Saturn werden berechnet, welche starke Hinweise darauf geben, dass Entmischung in Saturn stattfindet, aber möglicherweise nicht in Jupiter