硬平行正方体和立方体的单速分子动力学

BCC --格点上多组分Widom-Rowlinson模型和硬立方体中的相变

Phase Transitions in the Multicomponent Widom-Rowlinson Model and in Hard Cubes on the BCC--Lattice

我们使用Monte Carlo技术和解析方法研究了bcc晶格上M组分Widom-Rowlinson模型的相图：M组分具有相同的逸度z和不同粒子之间的最近邻硬核排斥。模拟结果表明，当M大于或等于3时，z在z_c（M）和z_d（M）之间存在一个“晶相”，而当z > z_d（M）时，存在M个主要由一种物质组成的分层相。当M=2时，从气相到分层相有一个直接的二级相变，而当M ≥ 3时，在z_d（M）处的相变似乎是一级相变，属于Potts模型普适类。当M较大时，Pirogov-Sinai理论给出z_d（M）~ M-2+2/（3M^2）+. .在晶相中，粒子优先占据其中一个亚晶格，与物种无关，即空间对称性而不是粒子对称性被破坏。当M为无穷大时，这种跃迁接近逸度为y = zM的单组分硬立方体气体的跃迁。通过直接模拟，我们发现在y_c ~ 0.71处有一个跃迁，这与大M时的模拟结果z_c（M）是一致的。这种转变似乎总是伊辛型的。

胶体硬超球的Phase diagram：从立方体到球体再到八面体

Phase diagram of colloidal hard superballs: from cubes via spheres to octahedra

通过蒙特卡罗模拟中的自由能计算，确定了胶体硬超球的相图，其形状介于立方体和八面体之间。我们不仅发现了一个稳定的面心立方（fcc）塑料晶体相的近球形颗粒，但也有一个稳定的体心立方（bcc）塑料晶体接近八面体形状，事实上，这两种塑料晶体的共存，甚至有很大的密度差距。塑性fcc和bcc晶体，然而，在立方体和八面体极限不稳定，这表明超级球的圆角在稳定转子相位中起着重要作用。此外，我们观察到一个两步熔化现象的硬八面体，其中闵可夫斯基晶体熔化成一个亚稳体心立方塑性晶体熔化成流体相之前。

一类截断硬立方体的相行为

Phase Behavior of a Family of Truncated Hard Cubes

为了继续我们在[A.P. Gracapara et al.，物理修订版信函111，015501（2013）]，我们在这里研究了一族截顶硬立方体的热力学相行为，对于该截顶硬立方体，形状从立方体经由立方八面体平滑地演变为八面体。我们使用蒙特卡罗模拟和自由能计算来建立完整的相图。该相图表现出显着丰富的晶体和中间相结构，敏感地依赖于精确的颗粒形状。此外，我们详细研究了出现在中间密度和截断水平的塑性晶体（旋转体）相位的性质。我们的研究结果使我们能够探索相位行为和积木形状之间的关系，并进一步了解转子相位。此外，这里提出的相图应该被证明有助于指导未来类似形状纳米粒子的实验研究和新材料的创造。

正方体和立方体互穿的连续渗流阈值

The continuum percolation threshold for interpenetrating squares and cubes

通过蒙特卡罗模拟确定了二维正方体和三维立方体互穿的临界渗流阈值。针对两种情况进行模拟：（i）边缘彼此平行对齐的对象和（ii）随机定向的对象。对于边缘对齐的正方形，渗流阈值处的临界面积分数phi_c=0.6666 +/- 0.0004，而对于随机取向的正方形phi_c=0.6254 +/- 0.0002，小6%。对于边缘对齐的立方体，逾渗阈值的临界体积分数phi_c=0.2773 +/- 0.0002，而对于随机取向的立方体，临界体积分数phi_c=0.2236 +/- 0.0002，小24%。

Thermodynamic behavior of binary mixtures of hard spheres: Semianalytical solutions on a Husimi lattice built with cubes

We study binary mixtures of hard particles, which exclude up to their $k$th nearest neighbors ($k$NN) on the simple cubic lattice and have activities $z_k$. In the first model analyzed, point particles (0NN) are mixed with 1NN ones. The grand-canonical solution of this model on a Husimi lattice built with cubes unveils a phase diagram with a fluid and a solid phase separated by a continuous and a discontinuous transition line which meet at a tricritical point. A density anomaly, characterized by minima in isobaric curves of the total density of particles against $z_0$ (or $z_1$), is also obser…

From Hard Spheres and Cubes to Nonequilibrium Maps with Thirty-Some Years of Thermostatted Molecular Dynamics

This is our current research perspective on models providing insight into statistical mechanics. It is necessarily personal, emphasizing our own interest in simulation as it developed from the National Laboratories' work to the worldwide explosion of computation of today. We contrast the past and present in atomistic simulations, emphasizing those simple models which best achieve reproducibility and promote understanding. Few-body models with pair forces have led to today's "realistic" simulations with billions of atoms and molecules. Rapid advances in computer technology have led to change. T…

一种干扰硬球的非光滑程序

A nonsmooth program for jamming hard spheres

研究了$d$维单位立方体中等半径$n$硬球的填充问题。我们提出了一个非光滑函数，其局部极值的半径堵塞包装（其中没有一个子集的领域可以移动保持所有其他固定），并表明，对于一个固定数量的领域，只有100多个半径的这种堵塞的配置。我们提出了一个算法，这个最大半径函数的最大化，并提出了5 - 8个磁盘在单位正方形和4 - 6个球在单位立方体的例子。该方法允许直接推广到其他紧凑容器中的球体包装。

可加性二元混合物在无限不对称极限下的相行为

Phase behaviour of additive binary mixtures in the limit of infinite asymmetry

我们提供了一个精确的映射之间的密度泛函的二元混合物和有效的单组分流体的无限不对称性的限制。平行硬立方体的流体因此映射到平行粘附硬立方体的流体上。它的相行为表明，分层的一个非常不对称的混合物只能发生在富含溶剂的流体和渗透的大颗粒固体之间或两个大颗粒固体之间具有不同的填充分数。与硬球混合物相比，我们得出的结论是，非常不对称的硬颗粒混合物的相行为，可以确定通过一个胶粘剂样的潜力相互作用的大组件。

Three stable phases and thermodynamic anomaly in a binary mixture of hard particles

While the realistically modeling of the thermodynamic behavior of fluids usually demands elaborated atomistic models, much have been learned from simplified ones. Here, we investigate a model where point-like particles (with activity $z_0$) are mixed with molecules that exclude their first and second neighbors (i.e., cubes of lateral size $λ=\sqrt{3}a$, with activity $z_2$), both placed on the sites of a simple cubic lattice with parameter $a$. Only hard-core interactions exist among the particles, so that the model is athermal. Despite its simplicity, the grand-canonical solution of this mode…

平行硬板间硬球的相行为：用约束法操纵胶体晶体结构

Phase behavior of hard spheres confined between parallel hard plates: Manipulation of colloidal crystal structures by confinement

我们使用大量的计算机模拟研究了两个平行硬板之间的硬球的相行为。我们确定了完整的平衡相图为任意密度和板分离从一个到五个硬球直径使用自由能计算。我们发现一个一阶流固转变，这对应于毛细管冻结或融化取决于板分离。共存的固相由三角形或正方形对称的结晶层组成。增加板间距，我们发现一个序列的晶体结构从n三角形（n+1）平方（n +1）三角形，其中n是晶体层数，在协议的胶体实验。在高密度下，正方形相到三角形相之间的过渡被中间结构介入，例如，棱柱、屈曲和菱形相。