Solid phases and pairing in a mixture of polar molecules and atoms
我们考虑硬核玻色子极性分子的混合物,通过排斥偶极-偶极相互作用相互作用,和一个原子玻色子物种。该混合物被限制在一个二维正方形晶格上,在足够低的温度下,可以用双组分玻色-哈伯德模型来描述。后者显示了极其丰富的相图,包括固相、超流相、超固相。在这里,我们主要集中在棋盘分子固体,稳定的长程偶极相互作用,并研究如何原子的存在影响其鲁棒性在零温度和有限的温度。我们发现,由于原子-分子相互作用,固相可以稳定在两个,(远)较低的偶极相互作用的强度和较高的温度,比没有原子时。作为副产品,原子也以与分子相同的熔化温度在固相中排列。最后,我们发现,原子和分子之间的相互作用足够大,一对超固相可以稳定。
2010-09-30 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Mass transport in a strongly sheared binary mixture of Maxwell molecules
从Boltzmann动力学方程精确地确定了均匀剪切流下Maxwell分子二元混合物的输运系数。一个正常的解决方案是通过一个Chapman-Enskog样的扩展周围的局部剪切流分布,保留所有的流体动力学订单的剪切速率。在第一阶的膨胀的质量通量是成比例的摩尔分数,压力和温度的梯度,但由于各向异性引起的系统中的剪切流,相互扩散,压力扩散和热扩散张量的识别,而不是传统的标量系数。这些张量是根据剪切速率和混合物的参数(颗粒质量、浓度和力常数)获得的。在计算机模拟中引入外部恒温器以补偿粘性加热的情况下和存在外部恒温器的情况下进行描述。正如预期的那样,分析表明,有和没有恒温器的结果之间没有简单的关系。在示踪剂极限情况下,说明了三个扩散张量对剪切速率的依赖关系,结果表明广义输运系数偏离其平衡形式在一般情况下是相当重要的。最后,广义输运系数与动量和热量输运的玻尔兹曼方程的模型动力学方程进行评估。
2007-09-07 cond-mat.stat-mech
Maier-Saupe model for a mixture of uniaxial and biaxial molecules
我们引入形状波动的液晶系统考虑一个基本的Maier-Saupe晶格模型的单轴和双轴分子的混合物。形状变量在退火(热化)极限中处理。我们分析了该系统的热力学性质的温度$T$,浓度$c$的本质双轴分子,和一个参数$Δ$与双轴度的分子。在平均场水平上,我们使用统计力学的标准技术来绘制全局相图,它被示出显示丰富的结构,包括单轴和双轴的双相,一个重入有序区域,和许多不同的多临界点。此外,我们使用的形式主义写的自由能的扩展,以使接触的朗道-德热内理论的双相变。
2015-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact relations between charge-density functions determining the total Coulomb energy and the dielectric constant for a mixture of neutral and charged site-site molecules
我们将Chandler [J.Chem.Phys.65,2925(1976)]关于中性位-位分子模型的介电常数的结果推广到带电和不带电分子的混合物。这提供了一个统一的推导连接离子的Stillinger-Lovett矩条件的极性物种的介电常数的标准结果,并产生用于确定总库仑能量的两点分子间电荷密度函数的小k展开的精确表达式。后者是有用的,在确定修正的热力学均匀的网站的分子模型模拟与球形截断库仑相互作用。
2009-07-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superfluid transitions in bosonic atom-molecule mixtures near Feshbach resonance
我们研究了玻色子原子附近的费什巴赫共振,并预测,除了一个标准的正常和原子超流相,这个系统一般表现出一个不同的物质相:分子超流,其中分子是超流,而原子不是。我们探讨零和有限温度的性质的分子超流体(玻色子,强耦合模拟BCS超导体),并研究量子和经典相变之间的正常,分子超流体和原子超流体状态。
2003-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Dimer states in atomic mixtures
研究了光晶格中Mott态重原子与自旋为1/2的轻费米子原子的混合物。两种原子之间的非弹性散射过程激发了重原子,并使隧穿速率以及轻原子之间的相互作用重整化。一个有效的哈密顿量为后者推导出描述隧道的单个费米子,隧道的费米子对和交换的费米子自旋。该哈密顿量的低能态是表示强有效排斥的Néel态,表示中等相互作用的二聚体态,以及表示强有效吸引的成对费米子的密度波。
2008-03-30 cond-mat.stat-mech
Atom-molecule theory of broad Feshbach resonances
我们推导了原子-分子理论的原子气体附近的一个广泛的费什巴赫共振,其中的原子-分子耦合的能量依赖性成为理解实验结果的关键。我们展示了我们的多体理论如何准确地结合了两原子物理学。特别地,我们计算了一个由^{6}Li原子组成的双组份气体在宽磁场下的磁矩,该磁场在大约834高斯的宽费什巴赫共振附近。我们发现与Jochim等人的实验非常一致。91,240402(2003)]。
2004-09-23 cond-mat.stat-mech
Why only half of the fermionic atoms were converted to molecules by a Feshbach resonance?
在最近的一些实验中,$^{40}$ K(或$^{6}$ Li)分子的超冷气体已经由$^{40}$ K(或$^{6}$ Li)原子的简并双组分费米气体通过费什巴赫共振的绝热通道产生。据报道,最大原子-分子转移效率约为50%。我们提出了一个简单的微观模型来表征的基态的气体在附近的共振,并表明,该术语描述的原子-分子耦合是负责所观察到的效率50%。我们的结果还表明,实验已经产生了分子凝聚体。
2003-08-24 cond-mat.stat-mech
Condensate fraction of molecules for a spin mixture of ultracold fermionic atoms
本文研究了在Feshbach共振磁场以下的磁场中,超冷费米气体分子的凝聚分数。假设在绝热磁场扫描过程中没有粒子和能量的损失,一个简单的理论被用来解释JILA小组(Phys.Rev.Lett. 92,040403(2004))和MIT小组(Phys.Rev.Lett. 92,120403(2004))。我们的理论表明,分子的凝聚分数依赖于系统的初始条件,特别是磁场扫描的过程。
2004-07-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiple Transitions of Coupled Atom-Molecule Bosonic Mixtures in Two Dimensions
受相干耦合、超冷原子-分子混合物物理学的启发,我们研究了一个具有相同对称性的经典模型--即与混合物中的质量守恒相关的$U(1)\times \mathbb{Z}_2$对称性($U(1)$对称性)乘以原子和分子之间相位关系中的$\mathbb{Z}_2$对称性。在两个空间维度中,后者的对称性可以导致有限温度的伊辛跃迁,与原子和分子之间的(准)相位锁定有关。另一方面,$U(1)$对称性有一个相关的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT(Berezinskiii-Kosterlitz-Bisterless)跃迁,朝向原子或分子的准凝聚。这两种跃迁的存在主要取决于原子和分子之间的布居不平衡(或失谐):当分子在系统中占多数时,它们的BKT准凝聚跃迁发生在比原子更高的温度下;后者具有非常规的Ising(准)锁相跃迁性质,在低于临界温度时缺乏有限的局部序参量.当平衡逐渐偏向于原子时,两个跃迁合并在一起,从而省略了一个独特的BKT跃迁,在该跃迁处,原子和分子都获得准长程关联,但只有原子表现出常规的BKT临界性,并且将涡旋-反涡旋对结合成短程偶极子。的分子涡旋-antivortex激发结合,以及,但经历了显着的交叉,从一个高温制度,其中它们是弱结合,到一个低温制度的强结合,让人想起他们的过渡中没有原子-分子耦合。
2015-11-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Elasticity dominated surface segregation of small molecules in polymer mixtures
利用平均场和自洽场论研究了二元高分子混合物中小分子向自由表面的迁移现象。通过提出一个自由能泛函,明确地结合聚合物基体弹性,我们计算的迁移体积分数,并表明,它显着降低样品的刚度增加。体积模量的估计值表明,橡胶类材料的效果应该是实验观察。这提供了一种控制聚合物混合物中表面迁移的简单方法,并且可以在表面迁移通常导致产品功能降低的工业配方中发挥重要作用。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gelation impairs small molecule migration in polymer mixtures
聚合物混合物中低分子量组分的表面分离导致工业制剂的降解。我们报道了在低聚物-聚合物和低聚物-凝胶体系中,温度淬火后同时发生相分离和表面迁移现象。我们计算平衡和随时间变化的移民密度分布和润湿层厚度,粗粒度的分子动力学和介观流体动力学模拟表明,在低聚物凝胶系统的表面迁移显着减少,由于网络弹性。此外,凝胶中的相分离过程显著减慢,修改了Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)定律$\ell(τ) \sim τ^{1/3}$。我们的工作允许合理设计的聚合物/凝胶低聚物混合物具有可预测的表面偏析特性。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic theory of the atom work function from the binary mixture of simple liquids. 1. General results
本文通过对平面界面的简单液体和气体二元混合物平衡两相系统的Bogolubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon方程链的一元分布函数方程的分析,导出了液相和气相单原子势的解析表达式。利用远离界面的液体和气体中单原子势的渐近值,得到了混合物中各组分从液体到气体的原子功函数表达式。建立了液体混合物一般状态方程与从混合物进入真空的原子功函数之间的相互关系。混合物各组分在第一类极限点的稳定性准则(使用I.Z. Fishers分类)是根据原子从液体混合物到真空的功函数来表示的。结果表明,稳定性标准对应于混合物组分的雾化条件。
2006-08-17 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Molecular velocity auto-correlations in glycerol/water mixtures studied by NMR MGSE method
本文用调制梯度自旋回波核磁共振方法,在0.05 ~ 10 kHz频率范围内测量了水-甘油二元混合物的速度自相关谱,研究了水-甘油二元混合物的分子动力学。该方法表明,短自旋轨迹中扩散特征的多样性提供了有关分子运动不均匀性的信息,这是由于流体动力学波动的微涡旋中的运动,这对于低甘油含量的混合物尤其明显。当甘油浓度增加到10 vol %以上时,由于水分子与亲水性甘油分子周围形成的簇的相互作用,光谱出现新的特征。根据爱因斯坦-Smoluchowski-Kubo公式,新的光谱暴露了分子摩擦的速率增厚,这抑制了快速的分子运动,并为无序多肽在浸入这种混合物中时自发折叠成生物活性蛋白质分子的缓慢过程创造了条件。
2019-12-23 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Phase diagram of a model for a binary mixture of nematic molecules on a Bethe lattice
我们调查的Maier-Saupe模型的离散版本的相图,包括额外的自由度,以模仿棒状和盘状分子的分布。在Bethe格上这个问题的解来自于对一组非线性递归关系的不动点的分析。除了与各向同性和单轴双折射结构相关联的不动点之外,还存在与双轴双折射结构相关联的不动点。由于存在大的重叠的稳定区域,我们采取了一个计划来计算这些结构的自由能深处的一个大凯莱树的内部。热力学和动力学稳定性分析排除了双轴相的存在下,在定性协议与以前的平均场结果。
2010-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Induced Anticlinic Ordering and Nanophase Segregation of Bow-Shaped Molecules in a Smectic Solvent
最近的实验表明,掺杂低浓度的α-核分子到棒状近晶溶剂中可以诱导出背斜和双轴近晶相。我们已经进行了Monte Carlo(MC)模拟混合物的棒状分子(硬spherocylinders与长度/宽度比$L_{\rm rod}/D = 5$)和弓或香蕉形分子(硬spherocylinders二聚体与长度/宽度比$L_{ban}/D = 5$或2.5和开角$ψ$),以探测分子尺度组织和相行为的棒/香蕉混合物。我们发现,低浓度(3%)的$L_{ban}/D = 5$二聚体诱导的非倾斜近晶(SmA)相$100^\circ \le ψ< 150^\circ$的背斜(SmC $_A$)订购。对于较小的$ψ$,每个弓形分子的一半在近晶层之间是纳米相分离的,并且近晶层是不倾斜的。对于$L_{ban}/D = 2.5$,不诱导倾斜相位。然而,随着$ψ$的减少,我们观察到从{ \sl intralamellar}纳米相分离(近晶层内分离的弓形分子)到{ \sl interlamellar}纳米相分离(近晶层之间集中的弓形分子)的急剧转变,靠近$ψ= 130^\circ$。这些结果表明,纯粹的熵效应可以导致棒/香蕉混合物中令人惊讶的复杂行为。
2001-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simultaneous Onset of Condensation of Molecules and Atoms in an Attractive Fermi Gas of Atoms
在Hartree-Fock-Bogoliubov近似下,从巨配分函数的路径积分表示出发,导出了原子间存在两体相互作用的费米气体中分子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和原子的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)凝聚的序参量的自洽方程.我们发现BEC和BCS的序参量是成正比的,这意味着BEC和BCS同时开始。我们还发现BEC和BCS的共同临界温度随平均分子数的增加而增加,原子-分子耦合使共同临界温度增加。
2005-10-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Mixtures of fermionic atoms in an optical lattice
研究了光晶格中轻重自旋极化费米子原子的混合体。重原子的涨落被忽略,这样它们只受热涨落的影响。这导致了轻原子和重原子之间的复杂相互作用,这是由轻原子的量子隧穿引起的。研究了重原子的分布。它可以用类伊辛分布描述,具有从均匀顺序到交错顺序的一阶过渡。后者是由光原子的量子隧穿引起的有效非局域相互作用引起的。在重原子的有序相和无序相之间也可能存在二级跃迁。
2006-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Relative Resolution: A Hybrid Formalism for Fluid Mixtures
我们在这里表明,分子分辨率在相对分离方面本质上是混合的:如果分子彼此接近,它们必须由细粒度(几何详细)模型表征,但如果分子彼此远离,它们可以由粗粒度(各向同性简化)模型描述。我们特别提出了一个解析表达式,这两个模型的能量守恒。这种混合框架相应地能够跨状态空间检索各种多组分和多相流体的结构和热行为。
2019-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work relation for determining the mixing free energy of small-scale mixtures
在化学表征的混合物包括有限数量的分子,我们考虑两种协议,从纯物质的混合物。第一种是单一的炼金术操作,而第二种是一系列的过程与反馈控制的信息热力学和传统的混合与半透膜。两个数值确定的自由能变化的比较提供了一个组合因子,表明分子的不可逆性和另一种Jarzynski等式。比较还揭示了一个功关系,用于确定混合自由能,而不使用半透膜。我们演示了一个数值计算的应用工作关系的混合物的氩和氪。混合自由能清楚地显示了液-汽相变的特征。
2022-02-28 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Diffusion of a hydrocarbon mixture in a one-dimensional zeolite channel: an exclusion model approach
沸石孔道可作为有效的油气圈闭。早期的实验(Czaplewski { \sl et al.},2002)表明,大芳族分子(甲苯)的存在阻碍了轻质烃分子(丙烷)在沸石样品的窄孔内的扩散。因此,丙烷的脱附温度在二元混合物中明显高于在单组分情况下。为了进一步深入了解这些结果,我们使用一个简单的格子气模型的硬核颗粒的扩散来描述两种分子在一维沸石通道的扩散运输。我们的动态蒙特卡罗模拟表明,考虑到单分子扩散系数对温度的阿耳忒修斯依赖性,可以解释许多显着的特点,在实验中观察到的程序升温脱附曲线。然而,在实验曲线和我们的模拟数据的更密切的比较,我们发现,它是不可能重现的更高的丙烷电流比甲苯电流附近的解吸峰在实验中看到的。我们认为这是由于违反了严格的单文件行为。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ab-initio Quantum Monte Carlo study of ultracold atomic mixtures
本论文利用量子蒙特卡罗(QMC)方法和密度泛函理论(DFT)方法研究了玻色-爱因斯坦凝聚体混合物在$T = 0$上的性质,目的是理解玻色-玻色混合物中超越平均场论的物理现象。
2021-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Thermodynamics and structural transition of binary atomic Bose-Fermi mixtures in box or harmonic potentials: A path-integral study
各种原子二元玻色-费米混合物的实验实现为研究具有不同自旋统计的复合量子系统带来了机会。随着玻色子-费米子相互作用的增加,二元原子混合物可以表现出从混合到相分离的结构转变。通过使用路径积分形式计算巨配分函数和热力学巨势,得到了二元玻色-费米混合物的有效势。还导出了在广泛的温度和相互作用范围内的热力学量。结构转变可以用有效势曲线的一个环来表示,相分离的体积分数可以用杠杆法则来确定。对于$^6$ Li- $^7$ Li和$^6$ Li- $^{41}$ K混合物,我们给出了零温和有限温时箱势下混合物的相图。由于原子气体的灵活密度,相分离的构造与单个密度固定的常规液体或固体混合物相比更加复杂。对于谐波捕获的混合物,我们使用的局部密度近似映射出有限温度的密度分布,并提出了典型的陷阱结构,包括混合物,部分分离相,完全分离相。
2018-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Heteronuclear quantum gas mixtures
这篇博士教程文章是我们在汉堡大学对异质量子气体混合物的实验的回顾。本文介绍了费米玻色混合物的基本性质,并论证了40 K和87 Rb的大量子简并混合物的实现。使用异质费什巴赫共振,我们展示了如何异质相互作用可以调谐,使我们能够诱导相分离和崩溃的大排斥和吸引力的相互作用,分别。我们在三维光晶格中实现了费米-玻色混合体作为一种新的量子多体系统,并研究了这种混合体的相干特性。结合我们对晶格和费什巴赫共振的实验,我们首次实现了超冷异质结费什巴赫分子。这些分子在3D光晶格的各个位置产生。我们讨论了寿命,结合能和射频协会的效率方面的一个普遍的模型,并给出了未来可能的发展前景。
2008-10-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition of two-component Bose mixtures with inter-component Josephson coupling
本文研究了二维二元玻色混合物的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT跃迁。当两个分量的相位解耦时,每个分量的半量子化涡旋-反涡旋对诱导两步BKT跃迁。另一方面,当两个组分的相位通过组分间的约瑟夫森耦合同步时,每个组分的两种涡旋结合形成一个分子,在这种情况下,我们发现只有一个由分子-反分子对引起的BKT跃迁。我们的结果可以通过两个弱连接玻色系统,如具有拉比振荡的两组分超冷稀玻色混合物和多带超导体来检验。
2019-08-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con hep-th
Topological Atomic Displacements, Kirchhoff and Wiener Indices of Molecules
我们提供了一个物理解释的基尔霍夫指数的任何分子以及维纳指数的无环的。为了这个目的,我们使用了一个局部顶点不变量,它是从第一原理获得的,并描述了由于原子从其平衡位置的小振动/振荡的原子位移。此外,我们表明,拓扑原子位移与温度因子(B因子)的原子通过X射线晶体学获得的有机分子和生物大分子。
2009-12-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Spontaneous symmetry breaking and inversion-line spectroscopy in gas mixtures
本文将自发对称性破缺模型从单一气体扩展到气体混合物,发现临界压力取决于混合物组成,并推导出反转频率随压力变化的公式,为手性分子存在悖论提供可实验检验的理论预测。
2015-02-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Shortcut to a Fermi-Degenerate Gas of Molecules via Cooperative Association
我们从理论上研究了费米简并气体的分子通过光缔合或费什巴赫共振应用到一个简并玻色费米混合原子的创建。这个问题引起了人们的兴趣,因为与玻色子不同,费米子一般不会表现出合作的行为,所以,比如说,200万个原子集体转化为100万个分子是不可能的。然而,我们发现,耦合费米系统显示集体拉比振荡和绝热通道之间的原子和分子,从而模仿玻色-爱因斯坦统计。因此,玻色和费米气体的简并混合物的合作缔合可以作为费米分子简并气体的捷径。
2003-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atom-ph