Fickian yet non-Gaussian diffusion in two-dimensional Yukawa liquids
我们采用分子动力学模拟研究了二维Yukawa液体中的Fickian扩散。我们计算的自范霍夫关联函数$G_s(r,t)$，和自中间散射函数$F_s(k,t)$和比较这些功能从均方位移MSD使用高斯近似。根据这种近似，随时间的线性MSD意味着$G_s(r,t)$和$F_s(k,t)$始终具有高斯行为。令人惊讶的是，我们发现，这些功能偏离高斯在中间的时间尺度，表明高斯近似的失败。此外，我们量化这些偏差的非高斯参数，我们发现，随着液体的温度降低的偏差增加。非高斯行为的起源可能是在二维汤川液体中观察到的尘埃粒子的非均匀动力学。
2021-04-11 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Is diffusion anomalous in two-dimensional Yukawa liquids?
最近有许多预测的“超扩散”在二维强耦合汤川系统，无论是通过计算机模拟和尘埃等离子体实验，与实质上不同的扩散指数。在这里，我们表明，结果主要取决于耗散的强度和测量的时刻。对于足够大的摩擦，甚至亚扩散也是可能的。然而，有强烈的迹象表明，在长时间限制内，对于耗散系统和无摩擦系统，异常扩散消失。
2009-09-01 physics.class-ph physics.plasm-ph
Linear and quadratic static response functions and structure functions in Yukawa liquids
在分子动力学模拟中，通过引入外部微扰势，我们计算了三维Yukawa液体的线性和二次静态密度响应函数。响应函数也由系统的平衡涨落（静态结构因子）通过涨落耗散定理得到。用两种不同方法得到的二次响应函数吻合较好，证实了二次涨落耗散定理。我们还发现，三点结构函数可以分解成两点结构函数，导致集群表示的平衡三重关联函数。
2014-02-24 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
On the advanced integral equation theory description of dense Yukawa one-component plasma liquids
利用不同的先进的桥函数封闭的结构和热力学性质的稠密Yukawa单组分等离子体液体的积分方程理论的框架内进行了研究。从热力学性质、径向分布函数和桥函数三个方面对基于同构的经验修正超网链、变分修正超网链、Rogers-Young和Ballone-Pastore-Galli-Gazzillo方法进行了比较.的比较，基于精度和计算速度，得出的结论是，两个修改后的超网链的方法是优越的，并挑选出同构为基础的变体作为最有前途的替代计算机模拟的结构特性的致密汤川液体。进一步改进的可能性，通过人工交叉精确的渐近极限进行了研究。
2020-07-20 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Effect of magnetic field on the velocity autocorrelation and the caging of particles in two-dimensional Yukawa liquids
通过数值模拟，研究了外加磁场对二维强耦合汤川液体中粒子速度自相关函数和“囚禁”的影响。的速度自相关函数的频谱中的主峰的位置上的耦合强度的影响证实了发病的联合效应的磁场和强相关性在高耦合。我们的分子动力学模拟量化了粒子周围环境的去相关性-发现磁场显着增加了锁定时间，其值远远超出了等离子体振荡的时间尺度。观察到的笼化时间增加与磁场降低相似系统中扩散的结果一致。
2014-03-02 physics.plasm-ph
Practical thermodynamics of Yukawa systems at strong coupling
简单实用的方法来估计强耦合汤川系统，在流体和固体相的热力学性质。该方法的准确性进行了测试，通过广泛的比较与直接的计算机模拟结果（流体和固体）和最近提出的最短的图形方法（固体）。软排斥粒子的其他系统的可能应用进行了简要讨论。
2015-05-20 cond-mat.soft physics.plasm-ph
High-frequency elastic moduli of two-dimensional Yukawa fluids and solids
本文提出了一种计算二维弱屏蔽Yukawa流体和固体的高频体积模量和剪切模量的方法。弹性模量与系统的声速和其他重要特性直接相关。在这篇文章中，我们将讨论这些关系，并提出示例性计算的纵向，横向和瞬时声速，并推导出爱因斯坦频率的微分方程。简单的分析结果表明，与数值计算相比，具有良好的精度。所获得的结果可以是特别有用的上下文中的2D胶体和复杂的（灰尘）等离子体单层。
2018-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Rapid heating and cooling in two-dimensional Yukawa systems
模拟研究了具有汤川势的二维系统的固体过热和液体过冷。出于实验的尘埃等离子体加热，然后突然冷却，我们跟踪粒子运动与朗之万动力学模拟。当温度在加热和冷却循环中快速变化时，观察到滞后现象。在实验中，瞬态固体过热，但不是液体过冷，观察。固体过热，其特征在于固体结构以上的熔点，被发现是由一个较高的温度上升率促进。
2011-04-19 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Effective coupling parameter for 2D Yukawa liquids and non-invasive measurement of plasma parameters
基于对分布函数的第一个极大值的高度，我们导出了二维Yukawa系统的有效耦合参数。两个变量-一个有效的高耦合范围内，其他任意耦合的液体-推导。与以往计算汤川耦合参数的方法比较表明，本文的方法更具有一般性和精确性。使用，此外，包含在速度自相关函数的动力学信息，我们概述了一个参考数据的方法，可以作为一个非侵入性的测量方案的等离子体参数-耦合强度和屏蔽长度。这种方法只需要输入一个时间序列的配置快照和粒子的速度，没有追索权的额外信息的系统。我们的研究结果应该是直接适用于各种实验，包括尘埃等离子体，胶体悬浮液和离子的陷阱，作为一个简单的，但可靠的诊断方法，并可以用来促进实验，理论和模拟之间的比较。
2010-10-29 physics.plasm-ph
Molecular dynamics investigation of soliton propagation in a two-dimensional Yukawa liquid
利用分子动力学模拟研究了孤子在具有Yukawa相互作用势的二维多体系统中的传播。孤子是在平衡系统中通过施加电场脉冲产生的。这样的脉冲产生成对的孤子，其特征在于分别由正的和负的密度峰，并且其传播到相反的方向。在小扰动下，特征随纵向声速传播，在较高密度扰动下发现偏离增大。一个外部的磁场被发现，以阻止传播的孤子，这可以，但是，被释放后终止的磁场，并可以进一步传播到依赖于捕获的时间和磁场强度的方向。
2019-10-29 physics.plasm-ph
Molecular shear heating and vortex dynamics in thermostatted two-dimensional Yukawa liquids
众所周知，二维大尺度剪切流易受不稳定性的影响，从而产生大尺度涡结构。在强耦合介质中，这种大尺度流动的线性和非线性命运是一个基本问题。强耦合介质的一个流行的例子是尘埃等离子体，通常被建模为汤川液体。最近，实验室实验和MD研究的剪切流在强耦合汤川液体，表明发生强烈的分子剪切加热，这是发现，以指数方式降低耦合强度导致破坏的宏观涡。为了理解经历宏观剪切流动和分子剪切加热的强耦合分子流体的涡旋动力学，已经进行了MD模拟，其允许宏观涡旋动力学演变，而同时“移除”微观产生的热而不使用速度自由度。我们证明，通过使用一种新的方式配置恒温器，剪切流产生的微尺度热可以有效地恒温，而不影响大尺度涡动力学。在目前的工作中，使用MD模拟，在汤川液体中存在和不存在的分子或微观加热的剪切流演化的比较研究提出了一个原型剪切流，即Kolmogorov流。
2016-05-21 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Strongly coupled Yukawa trilayer liquid: Structure and dynamics
研究了三层Yukawa系统在强耦合液相区的平衡结构和集体激发的色散关系。平衡相关性揭示了液相中的各种结构，让人联想到固相中的相应结构。在小的层分离时，替代无序成为主导特征。理论色散关系通过应用准局域电荷近似（QLCA）形式主义，而数值数据产生的微正则分子动力学（MD）模拟。对这两种方法得到的集体激发的色散和偏振进行了详细的比较和讨论。我们发现，QLCA方法是，在一般情况下，非常令人满意的，但也有现象不包括的QLCA。特别地，通过分析动态纵向和横向电流涨落谱，我们发现了一个新的结构的存在，不涉及集体模式谱。这也提供了一个新的见解长期存在的问题的间隙频率差异，观察到在强耦合分层系统在早期的研究。
2020-07-17 physics.plasm-ph
Factorization of 3-point static structure functions in 3D Yukawa liquids
在多体系统中，卷积近似表示3点静态结构函数$S^{(3)}(\textbf{k}_{1},\textbf{k}_{2})$可以近似地根据2点对应物$S^{(2)}(\textbf{k}_{1})$“因式分解”。我们研究了这种近似在3维强耦合汤川液体的有效性：因子分解的波矢量$\textbf{k}_{1}$和$\textbf{k}_{2}$的特定安排进行了测试，与分子动力学模拟。随着耦合参数的增加，我们发现分解的故障，其中一个值得注意的例子是出现负值的$S^{(3)}(\textbf{k}_{1},\textbf{k}_{2})$，而近似的因式分解形式被限制为正值。这些负值-基于二次波动耗散定理-意味着系统密度响应的二次部分随波数改变符号。我们的模拟，包括外部势能扰动清楚地证实了这一行为。
2016-05-10 physics.plasm-ph
Vibrational model of heat transfer in strongly coupled Yukawa fluids (dusty plasma liquids)
本文简要介绍了具有软相互作用的简单流体中热传递的振动模型。该模型被应用于评估的热传导系数的强耦合汤川流体，这往往是一个最简单的模型，一个真正的液体状尘埃（复杂）等离子体。与现有的数据从分子动力学数值模拟观察到一个合理的协议。适当降低的导热系数相对于有效耦合参数的普遍性进行了检查。讨论了振动模型与导热系数的超熵标度之间的关系。
2023-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Microscopic Origin of Shear Relaxation in Strongly Coupled Yukawa Liquids
我们报道了在很宽的库仑耦合强度$Γ$和德拜屏蔽参数$κ$范围内，二维强耦合Yukawa液体剪切应力弛豫的精确分子动力学计算.我们的理想，过剩和总剪切应力自相关（分别为$τ^{id}_M, τ^{ex}_M, τ_M$）的弛豫时间的数据，以及本地原子连接$τ_{LC}$的寿命，导致我们以下重要的观察。低于某一交叉点$Γ_c(κ)$，$τ_{LC} \rightarrow τ^{ex}_M$，直接意味着这里$τ_{LC}$是过量剪切应力松弛的微观起源，不同于普通液体的情况，在普通液体中，$τ_{LC}$是总剪切应力松弛的起源。在$Γ>> Γ_c(κ)$处，即在势能主导的状态中，$τ^{ex}_M\rightarrow τ_M$意味着$τ^{ex}_M$可以完全解释弹性或“固体状”行为。
2014-08-01 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Identification of time scales of the violation of the Stokes-Einstein relation in Yukawa liquids
本文研究了二维汤川液体中Stokes-Einstein（SE）关系破坏的原因。使用全面的分子动力学模拟，我们确定的时间尺度支持违反SE关系$D\propto (η/T)^{-1}$，其中$D$是自扩散系数和$η$是剪切粘度。我们首先计算自中间散射函数$F_s(k,t)$、非高斯参数$α_2$和剪切应力的自相关函数$C_η(t)$。从这些函数获得的时间尺度包括结构弛豫时间$τ_α$、非高斯参数$τ_{α_2}$的峰值时间和剪切应力弛豫时间$τ_η$。我们发现，$τ_η$耦合$D$的所有温度表明SE保存，然而，$τ_α$和$τ_{α_2}$去耦与$D$在低温下，表明SE违反。令人惊讶的是，我们发现，这种违反的起源有关的非指数行为的自相关函数的剪切应力和非高斯行为的分布函数的颗粒位移。这些结果证实了动态的异质性，发生在二维汤川液体，反映了存在的区域中，尘埃颗粒移动速度比其余的液体冷却时，低于相变温度。
2021-04-10 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Elastic properties of three-dimensional Yukawa or dust crystals from molecular dynamics simulations
本文通过分子动力学模拟计算三维Yukawa尘埃晶体的弹性质，给出体弹模量、剪切模量和泊松比随$κ$和$Γ$的变化，并揭示其在固-液边界附近的相变特征。
2025-03-23 physics.plasm-ph
Superdiffusion of 2D Yukawa liquids due to a perpendicular magnetic field
研究了在垂直磁场作用下二维尘埃等离子体液体的随机输运。超扩散，这是一种类型的非Fickian运输，被发现，特别是在较高的磁场与$β$的订单单位。这里，$β= ω_c / ω_{pd}$是尘埃粒子的回旋频率和等离子体频率的比率。均方位移${\rm {MSD}} = 4 D_αt^α$被发现有一个指数$α> 1$，表示超扩散，随着$β$增加到1，$α$单调增加到$1.1$。这里使用的二维朗之万分子动力学模拟还揭示了随机粒子运动的另一个指标，速度自相关函数（VACF），具有经验上服从$ω_{peak}^2 = ω_c^2+ ω_{pd}^2/4$的主峰频率$ω_{peak}$。
2014-07-08 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Dynamical commensuration effect in a two-dimensional Yukawa solid modulated by periodic substrates
通过Langevin模拟研究二维尘埃等离子体固体在周期基底调制下的横向脱钉动力学，发现临界脱钉力随公度比非单调变化，其极值对应动力学公度与非公度条件，归因于晶格结构稳定性。
2022-09-28 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Directional Locking in a 2D Yukawa Solid Modulated by a 2D Periodic Substrate
本研究通过Langevin模拟发现，二维尘埃等离子体固体在方形周期基底调制下，驱动力方向接近基底对称方向时出现方向锁定效应，且欠阻尼系统中也存在该现象，可为实验提供参考。
2022-06-27 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Shapiro Steps Observed in a Two-Dimensional Yukawa Solid Modulated by a One-Dimensional Vibrational Periodic Substrate
通过Langevin模拟研究一维振动周期基底调制的二维Yukawa固体脱钉动力学，发现四个Shapiro台阶并揭示其整数频率锁模机制及不同转变类型。
2025-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Collective Modes in Two Dimensional Binary Yukawa Systems
我们分析通过理论方法和分子动力学模拟的集体模式结构的强耦合的二维二元汤川系统，选定的密度，质量和电荷比，无论是在液体和晶体固相。在理论上，液相是通过准局域电荷近似（QLCA）的方法来描述，而在结晶相，我们研究了中心蜂窝和交错的矩形晶体结构，通过标准的谐波声子近似。我们确定了“纵向”和“横向”的声学和光学模式，并发现纵向声学模式演变从其弱耦合对应的不连续的非微扰的方式。低频的声激发由平均原子的振荡频率决定，而高频的光激发频率则与系统的爱因斯坦频率有关。
2012-11-27 physics.plasm-ph
Comment on: "Self-Diffusion in 2D Dusty-Plasma Liquids: Numerical-Simulation Results" [arXiv:0812.0338]
本文分析了二维强关联汤川液体中的超扩散现象。特别是，我们报告了一个定期的，单调的行为上的屏蔽参数的扩散指数。
2009-09-01 physics.plasm-ph
Shock width measured under liquid and solid conditions in a 2D dusty plasma
冲击的宽度进行了比较，在液体和固体条件下，一个二维层的带电微球悬浮在等离子体中。在这种强耦合的尘埃等离子体中，通过以超音速移动激励器导线，然后使其停止，冲击波以冲击波的形式发射。用两种方式制备的微球层重复实验：晶体状固体和液体。使用激光加热维持液体，条件与固体中的条件相同。发现液体中的激波宽度小于固体中的激波宽度，固体中的激波宽度为4至6个晶格常数。这些测量是基于密度分布的高梯度区域。从颗粒坐标获得的配置文件，通过高速视频成像测量。在激波的参考系中，通过结合一系列图像中的粒子坐标，提高了空间分辨率。
2020-10-08 physics.plasm-ph
Geometrical defects in two-dimensional melting of many-particle Yukawa systems
我们利用Langevin动力学模拟和多边形构造方法研究了多粒子汤川系统的二维熔化和冻结相变。2D熔融转变可以表征为几何缺陷的增殖-非三角形多边形，通过去除颗粒位置的三角测量中的异常长的键而获得。二维液体的特征是四边形的数量与温度无关，五边形的数量线性增加。我们分析特定类型的顶点，分类的类型和分布的多边形周围，并确定其浓度的温度依赖性。在固-液转变的临界点之后是某些类型顶点丰度的峰值。
2012-06-09 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Grain Boundary Diffusion in Yukawa Crystals
本文计算了Yukawa晶体中晶界扩散系数，发现其与取向弱相关且比块体低1-2个数量级，并指出晶界可能是中子星地壳粘性耗散的主要来源。
2025-10-23 astro-ph.HE cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
