The Ginzburg temperature of ionic fluids revisited
使用集体变量的方法,我们重新审视的库仑主导模型的离子流体的金斯堡温度的估计。我们考虑的电荷不对称的原始模型补充短程吸引力的相互作用在气液临界点附近。对于这个模型,我们推导出有效的伊辛类$ϕ^{4}$模型的哈密顿量表示的集体变量描述的总的数密度的波动模式。我们得到的显式表达式的所有的哈密顿系数的框架内相同的近似,即,单圈近似产生的平均场临界参数。基于这个哈密顿量,我们一致地计算了纯库仑模型(限制原始模型)和纯疏溶模型(硬球方阱模型)以及介于这两种极限情况之间的模型参数的约化金斯堡温度$t_{G}$。相反,以前的理论估计,我们得到的纯库仑模型的约20倍小于纯疏溶剂模型的降低金斯堡温度。对于包含短程吸引和长程库仑相互作用的完整模型,当库仑相互作用的强度足够大时,$t_{G}$接近纯库仑模型的数值.我们的研究结果表明,库仑相互作用中的交叉行为实验观察到的离子流体中的关键作用,以及确认伊辛样的临界库仑为主的离子系统。
2013-04-29 cond-mat.stat-mech
Amplitude Function of Asymptotic Correlations Along Charged Wall in Coulomb Fluids
在经典的半无限库仑流体中,两点关联函数沿均匀带电壁面呈现缓慢的逆幂律衰减。在这项工作中,我们集中在相应的振幅函数,这取决于两点的距离从墙上。最近,L。Šamaj,J. Stat. Phys.{ \bf 161},227(2015)],将反对易变量的技术应用于具有“仅反离子”的带电直线壁的2D系统,我们导出了振幅函数和密度分布之间的关系,其适用于任何温度。本文利用圆盘中粒子坐标的莫比乌斯保角变换,找到了该模型的振幅函数与密度分布之间的新关系。这使我们能够证明,在任何温度下,因式分解性质的振幅函数在点距离的墙壁,并表示它的密度分布。假定振幅函数的因式分解性质,利用半无限几何的求和规则,导出了任意维多组分库仑流体的电荷-电荷结构函数的振幅函数与电荷分布之间的关系.
2016-03-03 cond-mat.stat-mech
Theoretical Description of Coulomb Balls - Fluid Phase
有限数量的相同的带电粒子被限制在谐波陷阱的径向密度分布的理论描述开发的应用程序在很宽的范围内的库仑耦合(或,相当于,温度)和粒子数。一个简单的平均场近似忽略相关性产生的密度分布是单调递减的半径为所有的温度,相反,分子动力学模拟和实验显示壳结构在较低的温度。一个更完整的理论描述,包括电荷相关性在这里开发的超网络链近似的扩展,开发体相流体,封闭的收费。结果再现了在分子动力学模拟和实验中观察到的所有定性特征。然后通过与新的基准蒙特卡罗模拟进行比较来定量测试这些预测。定量精度的理论获得所选的条件下,通过校正超网链近似与相关的桥函数的表示。
2009-09-03 cond-mat.stat-mech
The Polarized Monopole Liquid: a Coulomb phase in a fluid of magnetic charges
在没有唤醒传统秩序的情况下,温度下降的强相关性也会发生。如果这种情况发生,就像某些几何学上受抑的磁铁一样,无序可能是一种比有序本身更有趣的现象。例如,库仑相具有类似临界的成对自旋关联,导致中子散射\textit{pinch points}和电磁涌现。在这里,我们提出了一个新的实例中的伊辛烧绿石晶格的无序:\textit{Polarized Monopole Liquid}(PML),一个致密的流体与夹点的\textit{magnetic charge}对相关。这是一种以前从未考虑过的“非物质”相,原则上,可以使用磁场和沿[100]方向的单轴应力在实际材料中稳定。为了解释如何出现的磁相关性,我们表明,PML是一个库仑相位中的自旋波动不能被分配到单极子或内部磁矩,但必须理解这两个自由度。我们开发了一个简单但不平凡的方法Helmholtz分解成一个divergenceless和一个divergenceful部分磁荷无序pyrophorres的自旋场,显示了外观的pinchpoints相关联的divergenceful组件的地方,布拉格峰观察到的“全进/全出”反铁磁体。
2019-03-27 cond-mat.stat-mech
Finite-Size Effects in Non-Neutral Two-Dimensional Coulomb Fluids
热力学势的中性二维(2D)Coulomb流体,局限于一个大的域与一个光滑的边界,在任何(逆)温度$β$表现出一个对数有限大小的校正项,其通用前因子只取决于域的欧拉数和共形异常数$c=-1$。在耦合常数为$Γ=βe^2$的情况下,研究了二维对称的$\pm e$元荷二元等离子体的最小自由玻色子共形场论。结果表明,通过在无穷远处分散电荷$Q e$来创建非中性,将异常数修改为$c(Q,Γ) = - 1 + 3ΓQ^2$。在这里,我们研究了非中性对另一种库仑流体的自由能的有限尺寸膨胀的影响,即由相同的点状$e$ -电荷在均匀的背景表面电荷密度组成的二维单组分等离子体(凝胶)。对于圆盘几何的限制域,我们发现,非中性诱导的异常数在有限大小的扩展相同的变化。我们首先在自由费米子耦合$Γ\equivβe^2=2$下得到这个结果,然后,通过使用二维单组分等离子体到反对易场理论的映射,对任意的耦合常数,在链上制定。
2017-02-22 cond-mat.stat-mech
Microscopic Calculation of the Dielectric Susceptibility Tensor for Coulomb Fluids II
对于包含在区域Λ中的库仑系统,介电磁化率张量χ_Λ被定义为在线性极限中将系统中的平均极化与恒定施加的电场相关联。根据宏观静电学的唯象定律,χ_Λ取决于电畴Λ的具体形状。本文利用正则系综和巨正则系综的平衡统计力学方法,导出了一类一般的ν维(ν \ge 2)椭球库仑系统在导电状态下χ_Λ的形状依赖性和相应的热力学极限的有限尺寸修正.微观推导是基于一个普遍的原则:在热平衡时,作用在系统上的合力为零。在Debye-Hückel极限中检查结果。本文是[L.Šamaj,J. Stat. 100:949(2000)],处理二维中的单组分等离子体的特殊情况。在这种情况下,所提出的形式主义的有效性已经在精确可解(无量纲)耦合Γ= 2处得到了验证。
2003-08-15 cond-mat.stat-mech
Density profiles in a classical Coulomb fluid near a dielectric wall. I. Mean-field scheme
本文从第一Born-Green-Yvon方程和Poisson方程出发,在流体内部库仑耦合较弱的情况下,研究了由相对介电常数为$\ew$的介质材料制成的硬壁附近经典多组分等离子体中的平衡密度分布。为了防止在$\ew >1$时具有相反符号的电荷之间或每个电荷与其在壁内的电介质图像之间的崩溃,硬核排斥被添加到库仑对相互作用。电荷-图像相互作用不能被微扰地处理,并且当$\ew \neq 1$时,密度分布在壁附近变化非常快。相关的非齐次Debye-Hückel方程的形式解将在论文II中给出,同时给出一个系统的逸度展开式,该展开式允许检索从截断的\bgy层次得到的结果。在本文中,精确的密度分布计算解析到一阶的耦合参数。这些表达式显示了三种效应之间的相互作用:来自不可穿透壁的几何排斥;由于其介电响应而产生的静电有效吸引($\ew >1$)或排斥($\ew <1$);以及每个电荷与一旦系统不对称就出现的电层所产生的电势降之间的库仑相互作用。我们展示了当$\ew$变化时,电荷密度分布在具有两个相反电荷层的结构和三层组织之间如何演变。(The两个理想导电壁的情况将在其他地方显示)
2001-05-29 cond-mat.stat-mech
Statistical field theory of mechanical stresses in Coulomb fluids. Noether's theorem {\sl vs} General covariant approach
本文利用推广的诺特定理和广义协变方法,建立了非均匀库仑流体的统计场论,导出了含平均场与单圈涨落修正的应力张量,揭示了静电关联对局域应力的影响。
2023-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Functional-integral approach to Coulomb fluids in the strong coupling limit
通过引入新的泛函--静电相互作用能的积分变换,发展了强耦合库仑流体的场论。我们的形式主义不仅再现Lieb-Narnhofer下界,但也桥梁的逻辑差距,以前的方法都涉及。
2020-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Single-particle density matrix and superfluidity in the two-dimensional Bose Coulomb fluid
W. R. Magro和D. M. Ceperley [Phys. Rev. Lett. { \bf 73},826(1994)]已经表明,具有对数相互作用的荷电玻色子的二维流体的基态不是玻色凝聚的,而是在单粒子密度矩阵$ρ(r)$中表现出代数非对角阶。我们使用的流体动力学哈密顿表示的密度和相位算子,结合超流分数的$f$求和规则,重现这些结果,并延长评估的密度矩阵有限温度$T$。这种方法允许我们在没有凝聚物的情况下将液体视为超流体。我们发现:(i)非对角序来自相位涨落之间的相关性;(ii)超流密度$n_s(T)$决定了$ρ(r)$幂律衰减的指数。我们还发现,在长波长的单粒子能谱中的等离子体激元间隙随着$T$的增加而减小,并在超流性开始的临界温度处关闭。
2002-03-28 cond-mat.stat-mech
Density profiles in a classical Coulomb fluid near a dielectric wall. II. Weak-coupling systematic expansions
在统计力学巨正则系综的框架下,我们给出了介质壁附近经典多组分等离子体密度分布的精确图示。通过对密度逸度展开的Mayer图的重组,我们展示了自能和对相互作用的长程是如何在离壁很大的距离处指数屏蔽的。然而,由于库仑相互作用与图像的自能仍然发散在附近的电介质壁和密度的变化是显着不同的短或大的距离从墙壁。屏蔽对势服从的非齐次Debye-Hückel方程包含了这种变化。那么,主要的困难就在于确定每一距离上的后一种电位。我们解决这个问题,通过设计一个系统的扩展方面的比例的基本长度尺度涉及的两个库仑效应的风险。(The该方法对限制在两个理想导电板之间的等离子体和量子等离子体的应用将在别处介绍)。作为结果,我们推导出精确的解析微扰表达式的密度分布,直到一阶的电荷之间的耦合。然后证明了在论文I中显示的平均场方法是合理的。
2001-05-29 cond-mat.stat-mech
Gas-liquid phase coexistence and crossover behavior of binary ionic fluids with screened Coulomb interactions: The effect of an interaction range
我们研究了气-液相图和一个简单的离子流体模型的交叉行为:一个等摩尔的二元混合物的等尺寸的硬球相互作用,通过屏蔽库仑势是排斥粒子之间的相同物种和吸引力的不同物种的粒子。利用我们以前的结果,我们得到了显式表达式的有效$φ^{4}$ Ginzburg-Landau哈密顿量在一个循环近似的相关系数。在这个近似的框架内,我们计算的临界参数和气液共存曲线的无量纲的反屏蔽长度$z$的不同值。由Yukawa势接触值标度的临界温度以及临界堆积分数随着相互作用范围的增加而迅速降低,然后对于$z<0.05$缓慢地接近纯离子模型的值,即,一种受限基元模型(RPM)。这两种趋势与蒙特卡罗模拟的结果定性一致。我们发现气液共存区随着$z$的增加而缩小,在$z\simeq 2.781$处完全消失。这与蒙特卡罗模拟的结果定性地一致,表明$z\leq 4$的稳定的气液共存。它还表明,从一个典型的简单流体的一个典型的离子流体的相互作用范围的增加导致交叉温度的降低。对于$z\simeq 0.01$,交叉温度与RPM相同。对于$z\simeq 2.781$,我们的结果表明了一个三临界点。
2014-07-16 cond-mat.stat-mech
A field theoretic representation of the classical partition function is derived for a system composed of a mixture of anisotropic and isotropic mobile charges that interact {\sl via} long range Coulomb and short range nematic interactions. The field theory is then solved on a saddle-point approximation level, leading to a coupled system of Poisson-Boltzmann and Maier-Saupe equations. Explicit solutions are finally obtained for a rod-like counterion-only system in proximity of a charged planar wall, generalizing the standard Gouy-Chapman results. The nematic order parameter profile, the counter…
2021-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure and Stress Tensor in a Yukawa Fluid
研究了通过Debye-Yukawa形式的屏蔽库仑势相互作用的粒子系统。压力由对应于汤川相互作用的场的应力张量通过适当的统计平均获得。这种方法特别适用于生活在弯曲空间中的系统。在弯曲的空间中,压力的自贡献出现了,当汤川相互作用趋向库仑相互作用时,为了得到正确的压力,必须考虑它。
2000-09-22 cond-mat.stat-mech
Density profiles in a quantum Coulomb fluid near a hard wall
研究了由点电荷组成的量子流体在硬壁附近的平衡粒子密度。在巨正则系综的框架下,我们使用了一个等价的经典系统的循环与随机形状的基础上,费曼-卡茨路径积分表示的量子吉布斯因子。在对圈密度的Mayer逸度展开式中的库仑发散进行了系统的修正后,出现了屏蔽势$ϕ$。它服从非齐次的德拜-休克尔方程,有效屏蔽长度取决于到壁面的距离。$ϕ$的形式解可以展开为各粒子$α$的德布罗意热波长$\laa$之比的幂和远离壁面的屏蔽长度的极限。在一个政权的低简并和弱耦合,精确的分析密度分布计算在一阶在两个独立的参数。由于靠近壁面的波函数消失,密度分布在距离$\laa$的壁面附近以高斯速度消失,普朗克常量$\hbar$具有本质奇异性。当物质具有不同的质量时,这种效应相当于出现了一个量子表面电荷,该电荷位于壁面上,并与领先阶的$\hbar$成比例。然后,密度分布,以及由电荷密度分布产生的静电势降,也涉及$\hbar$中的线性项,并且在经典德拜屏蔽长度$\xid$上以指数方式快速衰减。对整体表面电荷的相应贡献正好补偿了表面附近的电荷,因此净电场在体中消失,这是应该的。
2003-11-03 cond-mat.stat-mech
Density functional formulation of the Random Phase Approximation for inhomogeneous fluids: application to the Gaussian core and Coulomb particles
使用绝热连接,我们制定了一个虚构的系统,$h_λ({\bf r},{\bf r}')$,其中$λ$决定的相互作用强度的关联函数的自由能。为了获得$h_λ({\bf r},{\bf r}')$,我们使用Ornstein-Zernike方程,这两个方程构成了一个通用的液态框架,用于处理非均匀流体。由于这两个方程不形成闭集,因此需要近似闭合关系,并且它决定了近似的类型。在目前的工作中,我们研究的随机相位近似(RPA)封闭。我们确定,这种近似是相同的变分高斯近似的框架内得出的场理论。然后,我们将我们的广义RPA近似高斯核心模型和库仑电荷。
2016-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover behavior in fluids with Coulomb interactions
根据大量的实验发现,离子流体的金斯堡温度$t_{G}$与非离子流体的金斯堡温度显著不同[Schröer W.,魏格特纳河2004 { \it Pure Appl. Chem.} { \bf 76} 19]。在这里提出了一个理论研究的结果是由平均场分析的相互作用的短期和长期的价值$t_{G}$。我们考虑一个相当普遍的连续电荷不对称模型,由带电硬球与额外的短程相互作用(没有静电相互作用的模型属于相同的普适性类的三维伊辛模型)。导出了整个体系在气液临界点附近的有效Landau-Ginzburg哈密顿量,并由此计算了Ginzburg温度随离子性的变化。以这种方式获得的结果为$t_{G}$是在良好的定性和足够的定量协议与现有的实验数据。
2007-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Variational field theory of macroscopic forces in Coulomb fluids
本研究基于变分场论与协变方法,将离子静电关联纳入总应力张量,建立并推导库仑流体在狭缝导电孔隙中的分离压力表达式。
2024-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sine-Gordon theory for the equation of state of classical hard-core Coulomb systems. I Low fugacity expansion
我们提出了一个精确的场论表示的统计力学的经典硬核库仑系统。这种方法将通常的sine-Gordon理论推广到具有附加短程相互作用的连续库仑流体的点状电荷或晶格系统。这种形式主义是适用于推导状态方程的限制原始模型的电解质在低逸度制度的顺序$ρ^{5/2}$($ρ$数密度)。通过Mayer图的展开,我们恢复了Haga的结果。
2001-04-10 cond-mat.stat-mech
Perspective: Coulomb fluids -- weak coupling, strong coupling, in between and beyond
我们提出了一个人的观点,特别强调大分子表面之间的相互作用,集中在弱和强耦合限制的库仑流体的统计力学的现状。这两个介绍了一个(原始)反离子只有系统中存在的宏观,均匀带电的边界,在那里他们可以系统地推导出来。稍后,我们将展示如何将这种形式主义可以推广到额外的特征长度尺度的情况下,引入新的耦合参数的问题。这些情况下,最值得注意的是包括不对称的离子混合物与单价和多价离子,耦合不同的带电表面,离子与内部电荷(多极)结构和有限的静态极化,弱和强耦合限制可以通过类比构建与反离子的情况下,并导致重要的新的见解,不能通过任何其他手段得出其属性。
2013-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A new approach for efficient simulation of Coulomb interactions in ionic fluids
我们提出了一个简化的局部分子场(LMF)理论来处理离子流体模拟中的库仑相互作用。LMF理论依赖于将库仑势分裂成与其他短程核相互作用相结合的短程部分,并且被明确地模拟。通过自洽确定的有效外场,考虑了其余长程部分的平均效应。该理论包含一个可调的长度参数西格玛,指定的短程相互作用的截止距离。这可以被选择为最小化由互补长范围部分的平均场处理所导致的误差。在这里,我们建议,在许多情况下,有效场的精确近似可以直接从德拜屏蔽理论给出的平衡电荷密度得到,从而消除了自洽处理的需要。在极限σ-> 0时,这个假设简化为经典的德拜近似。我们研究了一个简单的模型的对称离子混合物的这种近似的数值性能。均匀离子混合物的热力学和结构性质的结果与Ewald模拟的完整离子系统的类似结果吻合得很好。此外,我们已经使用简化的理论中的一个非均匀的离子混合物,其中一个离子已被固定在原点的巨正则模拟。使用短程截断的库仑相互作用单独的模拟不满足固定离子的完全屏蔽的确切条件,但当考虑到有效场时,该条件被恢复。我们认为,这种简化的方法也可以用于更复杂的非均匀系统的模拟。
2008-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Describing screening in dense ionic fluids with a charge-frustrated Ising model
稠密离子流体中的电荷关联产生了经典的Debye-Huckel理论所不能预测的新效应,如长程屏蔽和胶体稳定。我们表明,库仑或电荷受挫的伊辛模型,它占远程库仑和短程分子相互作用,简单地描述了这些离子的相关性。特别是,我们得到在平均场水平和模拟中,非单调的屏蔽长度对温度的依赖。使用模拟和平均场论的组合,我们研究了如何在各种制度的相关性的影响的强度的短程相互作用。
2018-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Power spectrum of magnetic relaxation in spin ice: anomalous diffusion in a Coulomb fluid
针对自旋冰Dy₂Ti₂O₇磁化噪声功率谱S(f,T)高频尾部反常指数b(T)的文献矛盾,本研究通过高频(达10⁶ Hz)交流磁化率测量准确估计2-20 K的b(T),发现之前测量低估该指数,确定其与b=2的偏差持续至20 K且具样品依赖性,完善了致密库仑流体单极扩散的动力学表征。
2024-12-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The statistical mechanics of the classical two-dimensional Coulomb gas is exactly solved
所考虑的模型是一个经典的二维库仑气体的点状正,负单位电荷,通过对数势相互作用。在整个稳定的温度范围内,这种流体的平衡统计力学通过与可积的2D sine-Gordon场论的等价是完全可解的。精确解包括体热力学、表面热力学的特殊情况和两体关联函数的大距离渐近行为。
2002-12-16 cond-mat.stat-mech hep-th
Magnetic-Moment Fragmentation and Monopole Crystallization
库仑相,其偶极相关性和夹点散射模式,是讨论几何阻挫系统的核心,从水冰到二元和混合价合金,以及阻挫磁体的许多例子。基于晶格的系统中出现的库仑相与无发散场和长程序的缺乏有关。在这里,我们超越了这种范式,证明了库仑相可以自然地出现在一个有序的系统中作为一个持续的波动背景。为了解释这一行为,我们引入的概念,分裂的领域的磁矩分为两部分,一个产生的磁性晶体,其他的磁性流体的所有特性的一个新兴的库仑相位。我们的理论是支持数值模拟,我们讨论了它的重要性方面的一些实验结果的解释。
2014-01-29 cond-mat.stat-mech
The Stokes-Einstein (SE) relation between the self-diffusion and shear viscosity coefficients operates in sufficiently dense liquids not too far from the liquid-solid phase transition. By considering four simple model systems with very different pairwise interaction potentials (Lennard-Jones, Coulomb, Debye-Hückel or screened Coulomb, and the hard sphere limit) we identify where exactly on the respective phase diagrams the SE relation holds. It appears that the reduced excess entropy $s_{\rm ex}$ can be used as a suitable indicator of the validity of the SE relation. In all cases considered th…
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality in confined ionic fluids
本文提出了一种二维受限电解质理论。通过$1/r$电势相互作用的正离子和负离子被限制在分离具有介电常数$ε_1$和$ε_2$的两种溶剂的界面上移动。结果表明,德拜-休克尔类型的理论预测,这种2d库仑流体应该经历相分离,变成共存的液相(高密度)和气相(低密度)。然而,我们认为,交替的正离子和负离子的聚合物样链的形成可以防止这种相变发生。
2001-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical description of spherically confined strongly correlated Yukawa plasmas
本文从理论上描述了简谐势阱中具有汤川相互作用的带电粒子的径向密度分布。在强库仑耦合下,在计算机模拟和实验中都观察到了壳结构。负责这种壳结构的相关性在这里使用最近开发的模型的基础上密度泛函理论。一个广泛的范围内的颗粒数,库仑耦合,和屏蔽长度被认为是在流体相。超网链近似显示了壳层结构的形成,但在强耦合下与蒙特卡罗模拟结果不能定量一致。显着更好的协议内得到的超网链结构使用重正化的耦合常数,表示桥函数校正。
2011-10-15 cond-mat.stat-mech
Asymmetric Coulomb fluids at randomly charged dielectric interfaces: Anti-fragility, overcharging and charge inversion
我们研究多价抗衡离子旁边的电介质板的分布,承载淬火,随机分布的电荷在其溶液界面之一,具有给定的平均值和方差,无论是在存在和不存在的洗澡单价盐溶液。我们使用以前推导的方法的基础上,打扮多价离子理论,结合方面的强和弱耦合的多价和单价离子在一个单一的框架。淬灭电荷无序的存在下的电介质板的带电表面上示出,以大大增加在其附近的多价抗衡离子的密度。在反离子模型中(没有单价盐离子),表面无序产生额外的对数吸引势,从而在表面产生代数奇异的反离子密度分布。这种行为在单价盐浴的存在下也持续存在,并导致严重违反接触值定理,反映了无序的反脆弱性效应,使系统趋向更有序的状态。在存在界面介电不连续性的情况下,耗尽表面处的反电荷层,电荷无序仍然在远离表面处产生大大增强的反电荷密度。同样地,当表面携带淬灭的电荷无序时,表面的电荷反转和/或过充电发生得更强烈,并且在多价抗衡离子的体积浓度更小时。总体而言,淬火的表面电荷无序的存在下,导致相当大的影响,在分布的多价抗衡离子在一个广泛的范围内的现实参数,通常在几个纳米的距离从带电表面。
2014-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spin-polarized stable phases of the 2-D electron fluid at finite temperatures
相互作用的2-D电子流体的亥姆霍兹自由能F是使用量子流体到经典库仑流体的映射非微扰地计算的[Phys. Rev. Letters,第87卷,206404(2001)]。对于密度参数rs,使得rs<~25,流体在所有温度t=T/EF下是非极化的,其中EF是费米能量。对于较低的密度,系统在t<~0.35时变为完全自旋极化,在0.35<t< 2时变为部分极化,这取决于密度。在rs ~25-30和t ~0.35时,发现了一个“ambispin "相,其中F几乎与自旋极化无关.这些结果支持了最近基于量子Monte Carlo结果的主张,即当rs大于25-26时,在T = 0时,存在一个稳定的、完全自旋极化的流体相.
2002-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Asymptotic decay of pair correlations in a Yukawa fluid
我们分析了由粒子通过(点)汤川对势相互作用组成的流体的总关联函数$h(r)$的$r \to \infty$渐近衰减。这样一个潜在的尘埃等离子体提供了一个简单的模型。渐近衰减由复平面中液体结构因子的极点决定。我们使用超网链封闭的Ornstein-Zernike方程,以确定在相图中的线,以及从冻结过渡线,交叉发生在最终的衰减$h(r)$,从单调到阻尼振荡。我们展示:i)交叉通过与经典单组分等离子体和库仑流体的其他模型中相同的机制(虚极的聚结)发生,和ii)前导阶极贡献提供了在中间距离$r$以及在长距离处的$h(r)$的准确描述。
2005-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Generalization of the Stillinger-Lovett Sum Rules for the Two-Dimensional Jellium
在经典库仑流体的平衡统计力学中,库仑势的长程尾导致了电荷关联函数的Stillinger-Lovett求和规则。对于带电$q$的移动粒子浸没在中性背景中的Jelterton模型,固定其中一个$q$ -电荷会引起电荷密度的屏蔽云,其零阶和二阶矩仅由Stillinger-Lovett求和规则确定。在本文中,我们推广这些求和规则的屏蔽云周围的点状客体电荷$Z q$沉浸在体内部的二维凝胶与耦合常数$Γ=βq^2$($β$是倒数温度),在整个区域的客体电荷$Z>-2/Γ$的热力学稳定性。推导的基础上的映射技术的二维jeldom在耦合$Γ$ =(甚至是正整数)到一个离散的一维anticommuting场理论,我们假设,最终结果仍然有效的$Γ$对应的流体制度的所有实际值。对于任意耦合$Γ$,广义求和规则再现了标准Z=1和平凡Z=0的结果。在德拜-休克尔极限$Γ\to 0$和自由费米子点$Γ=2$也检验了它们。广义二阶矩求和规则提供了空间感应电荷密度可能发生符号振荡的一些精确信息。
2007-05-10 cond-mat.stat-mech
A simple classical mapping of the spin-polarized quantum electron gas: distribution functions and local field corrections
我们用均匀电子气的自旋非极化交换相关能E_{xc}作为基本的“多体”输入,确定了具有与量子系统相同相关能的经典库仑流体的温度T_q。结果表明,用超网链(HNC)方程得到的经典流体在T_q处的自旋极化对分布函数(SPDF)与用量子Monte Carlo(QMC)模拟得到的T=0量子流体的SPDF非常吻合.这些方法计算简单,易于应用于目前QMC范围之外的问题。结果的SPDFs和局部场校正的响应函数的电子流体在零和有限的温度。
1999-09-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Wigner-Kirkwood expansion for semi-infinite quantum fluids
对于粒子通过两两足够光滑的相互作用相互作用的无限(体)量子流体,Wigner-Kirkwood形式主义提供了配置空间中的玻尔兹曼密度在热德布罗意波长$λ$的偶次幂中的半经典展开。这一结果允许人们产生一个类似的$λ$ -展开的体积自由能和多体密度。本论文带来了一个技术上的非平凡的推广的Wigner-Kirkwood技术的半无限量子流体,由一个平面硬壁不可穿透的粒子的约束。与体情况相反,得到的玻尔兹曼密度还涉及$\exp(-2x^2/λ^2)$类型的位置依赖项($x$表示到壁边界的距离),这些项在$λ$中是非解析的。在一定条件下,通过对位形空间上的玻尔兹曼密度积分,可以恢复$λ$的解析性;然而,与体自由能相反,自由能表面部分(表面张力)的半经典展开也包含$λ$的奇次幂.给出了单体和两体密度下存在边界时主导量子修正的显式表达式。作为用于显式计算的模型系统,我们使用库仑流体,特别是在$ν$维(整数$ν\ge 2$)空间中定义的单组分等离子体。
2007-01-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Radial distribution function in a diffusion Monte Carlo simulation of a Fermion fluid between the ideal gas and the Jellium model
用扩散蒙特卡罗方法研究了零温下三维欧氏空间中自旋为1/2的费米子流体。点粒子,沉浸在一个统一的“中和”的背景下,相互作用的对电位可以连续地从零到库仑电位取决于一个参数$μ$。我们确定的径向分布函数的系统的各种值的密度,$μ$,和偏振。本文讨论了在计算机实验中选择合适的估计量来测量一个物理量的重要性。径向分布函数通过通常的直方图估计和通过使用赫尔曼和费曼定理确定的估计来确定。在扩散蒙特卡罗模拟中,由于辅助函数的选择,后一种途径对径向分布函数的测量引入了新的偏差。由于试验波函数的选择,这种偏差与通常的偏差无关。这项研究的结果的简要说明在最近的通信中提出[R. Fantoni,Solid State Communications,{ \bf 159},106(2013)]。
2013-04-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.chem-ph
Phase transitions in the condition number distribution of Gaussian random matrices
研究了高斯随机矩阵$N\times M$的条件数$κ=λ_{\mathrm{max}}/λ_{\mathrm{min}}$(最大奇异值与最小奇异值的平方之比)的统计性质.使用库仑流体技术,我们推导出分析和大$N$的累积$\mathcal{P}[κ<x]$和尾部累积$\mathcal{P}[κ>x]$分布的$κ$。我们发现这些分布衰减为$\mathcal{P}[κ<x]\approx\exp\left(-βN^2 Φ_{-}(x)\right)$和$\mathcal{P}[κ>x]\approx\exp\left(-βN Φ_{+}(x)\right)$,其中$β$是系综的Dyson指数。左和右速率函数$Φ_{\pm}(x)$独立于$β$,并且对于矩形参数$α=M/N-1>0$的任何选择都是精确计算的。有趣的是,它们在最小值$\langleκ\rangle$(对应于平均条件数)时表现出弱的非分析行为,这是相关库仑流体问题中相变的直接结果。匹配周围的$\langleκ\rangle$的速率函数的行为,我们准确地确定了典型的波动$\sim\mathcal{O}(N^{-2/3})$和$κ$的极限分布的尾巴的规模。分析结果与数值模拟结果吻合良好。
2014-03-05 cond-mat.stat-mech cs.CC cs.IT
Learning classical density functionals for ionic fluids
本文将机器学习cDFT方法从短程作用体系扩展到离子流体,利用神经网络学习局部直接相关函数与密度分布关系,并以平均场方式处理长程相互作用,成功准确描述了电解质溶液和离子液体的结构与热力学性质。
2025-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech