Hard ellipsoids: analytically approaching the exact overlap distance
根据先前的工作（JCP 134，201103（2011）），副本交换蒙特卡罗技术被用来产生硬1：5的高宽比扁椭球的状态方程的一个广泛的密度范围。在这里，除了由伯尔尼和Pechukas（BP）给出的重叠距离的解析近似和Perram和Wertheim的精确数值解之外，我们还测试了对原始BP近似（MBP）的简单修改，该修改纠正了所有纵横比的BP的已知T形失配。我们发现MBP状态方程与精确解有很好的定量一致性。MBP的分析表达式，使我们能够研究以前报道的结果的大小的影响。在热力学极限下，我们估计了在体积分数为0.343（3）时的1：5硬椭球各向同性-非晶相变，以及在体积分数为0.592（6）-0.634（8）时的向列相-固体相变。
2012-03-21 cond-mat.stat-mech
Percolative properties of hard oblate ellipsoids of revolution with a soft shell
我们提出了一个深入的分析的几何渗流行为在连续的随机组件的硬扁圆旋转椭球。通过考虑宽范围的纵横比进行模拟，从球体到纵横比100板状物体，并具有各种限制的两个粒子相互作用距离，从长轴的0.05倍到长轴的4.0倍。我们证实了广泛报道的趋势一致降低的硬颗粒临界体积分数的增加的纵横比。此外，同化的限制相互作用距离的外壳周围的椭球体的厚度恒定，我们提出了一个简单的关系的基础上，这些对象的总排除体积，允许估计的临界浓度从一个数量是准不变的限制相互作用距离的大频谱。排除的体积和体积量是明确推导出来的。
2008-05-10 cond-mat.stat-mech
Novel dense crystalline packings of ellipsoids
椭球体是最简单的非球形，它被广泛地用作分子、胶体和颗粒体系的细长结构单元的模型。然而，与许多凝聚态系统的高密度相密切相关的全等硬椭球的密排仍然是一个悬而未决的问题。我们发现了一种新的包含24个颗粒的椭球体的致密晶体堆积，具有准正方形-三角形（SQ-TR）平铺排列，其堆积密度ε超过了SM 2晶体的纵横比α（1.365，1.5625），在α = 93/64时达到最大ε约0.75806。我们证明了SQ-TR相在上述α范围内的高密度下是稳定的，并报道了一种新的自对偶椭球相图。SQ-TR晶体的发现为非球形粒子和胶体体系的自组装提供了新的组织原理。
2016-08-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solid-solid transition of the size-polydisperse hard-sphere system
用蒙特卡罗模拟研究了多分散硬质球体系的固-固共存。结果表明，当多分散性足够大时，固-固共存状态比单相固体更稳定。这两种共存的固体具有不同的组成分布，但具有相同的晶体结构。此外，有证据表明，固体-固体转变终止于临界点，就像流体-流体转变的情况一样。
2008-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge ordering induces a smectic phase in oblate ionic liquid crystals
本文报道了用计算机模拟研究一个由带相反电荷的旋转椭球组成的电中性混合体，椭球的长宽比为A = 1/3。相反，硬或软排斥椭球，这是纯粹的双折射，该系统表现出近晶-A相，其中等号的电荷是违反直觉地包装在垂直于双折射导演层。
2010-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A new Monte Carlo method to study the fluid-solid phase transition of polydisperse hard spheres
提出了一种新的蒙特卡罗方法来研究多分散体系的流固相变。利用扩展系综，构造了一条连接单分散体系和相应多分散体系的可逆路径。一旦单分散体系的流固共存点已知，就可以通过模拟得到多分散体系的流固共存点。通过对多分散硬球胶体流固相变的模拟，验证了该方法的有效性。这一结果与前人的研究结果一致。
2008-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Potential-tuning molecular dynamics studies of fusion, and the question of ideal glassformers: (I) The Gay-Berne model
某些液体在过冷过程中玻璃化的能力通常被视为晶体成核（和/或晶体生长）速率变小的结果-因此是动力学问题。然而，有证据表明，可以追溯到最大卡车运输效率的煤压块工艺，即椭球体在无序时有效地堆积。注意到非球形物体包装的关键研究从来没有遵循从硬椭球或spherocylinders（sphericsexcept）到世界上的分子吸引力，我们已经取得了分子动力学MD研究的晶体熔化和玻璃形成的Gay- Berne（G-B）模型的椭球体在整个硬椭球体的纵横比范围内的研究。在这里，我们报告说，在最大的椭球包装效率的纵横比范围内，各种G-B结晶状态，不能直接从液体中获得，自发地在0 K附近的混乱和转化为液体没有任何可检测的熔化焓。没有声称已经证明了存在的单组分的例子，我们使用目前的观察，连同我们的知识的非理想的混合效果，讨论可能存在的“理想的玻璃形成剂”-单一或多组分的液体玻璃化之前，曾经成为亚稳态相对于晶体。玻璃态的无晶体路径的存在消除了“玻璃问题”中的任何晶前波动观点。出乎意料的是，我们发现，液体的纵横比在“结晶”范围内也表现在一个不寻常的（非滞后）的方式在温度循环通过玻璃化转变。我们将其与最近在类似长度/直径比的硬哑铃研究中观察到的高度体积分数敏感（“脆弱”）行为联系起来。
2011-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fluid-solid phase-separation in hard-sphere mixtures is unrelated to bond-percolation
在最近的一封信中，Buhot提出，在硬核二元混合物中，熵驱动的相分离与键渗流转变直接相关。然而，至少对于二元硬球混合物，基于g_{ll}（r）的精确近似的计算表明，n_b沿模拟直接计算的相边界变化很大，这意味着在这些系统中键渗透与相分离无关。
2000-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density Profiles and Direct Correlation Functions from Density Functional Theory in Binary Hard-Sphere Crystals: Substitutional Solid and Interstitial Solid Solution
Institute of Applied Physics, University of Tübingen（蒂宾根大学应用物理研究所）
利用经典密度泛函理论（White Bear II泛函）研究二元硬球晶体的平衡密度分布，发现替代晶体中密度分布与单组分相似，而间隙固溶体中小组分在晶胞内高度离域；进一步计算了非均匀两体直接相关函数，并基于空位浓度提出几何解释。
2026-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The low temperature interface between the gas and solid phases of hard spheres with a short-ranged attraction
在低温下，具有短程引力的球体以紧密堆积的固体形式与无限稀释的气体共存。我们发现，这两个阶段之间的界面张力的比例的热能发散的吸引力的范围趋于零。当粒子间的吸引力是短程的时，大的张力可能是为什么球状蛋白质只在很窄的条件范围内结晶的原因。
1999-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid/solid transition in a hard-core system
我们证明了，一个质点系在平面上，只与一定的硬核约束相互作用，经历流体/固体相变。
2005-08-17 cond-mat.stat-mech
Nematic-isotropic transition in a density-functional theory for hard spheroidal colloids
我们介绍了一个密度泛函形式主义的基础上的Parsons-Lee和广义范德华理论，以描述热力学的各向异性粒子系统的空间相互作用。对于旋转椭球，通过最小化自由能泛函得到取向分布函数，并确定状态方程。该系统表现出向列型各向同性的不连续过渡，其特征在于在有限的以及低的包装分数之间的相分离的双相和各向同性相。该模型提出了一个相位行为，这是在良好的协议与蒙特卡罗模拟有限的纵横比。
2018-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-fluid versus fluid-solid demixing in mixtures of parallel hard hypercubes
众所周知，空间维度的增加增强了硬超球体的二元混合物的流体-流体分层，即，与三维情况相比，对于较低的混合物尺寸不对称性发生分层。然而，根据模拟，在后一个维度中，流体-流体分层相对于流体-固体转变是亚稳态的。根据对高维硬超球状态方程的近似计算结果，当维数足够高时，流体-流体分层可能变得稳定。然而，该结论是相当推测性的，因为上述工作都没有考虑到晶相的稳定性（也没有通过给定密度泛函的最小化，也没有旋节计算或MC模拟）。当然，缺乏结果是合理的，在高维度，特别是高度不对称的二元混合物进行密度泛函计算或模拟的困难。在目前的工作中，我们将利用一个久经考验的理论工具，即平行硬超立方体（在连续和超立方晶格）的基本措施密度泛函理论。在此基础上，我们计算了不同空间维度的流体-流体和流体-固体旋节。我们已经得到，无论维数，混合物大小的不对称性，也没有多分散性（包括作为一个双峰分布函数围绕不对称的边长为中心），流体-流体临界点总是位于以上的流体-固体的旋节线。总之，这些结果表明，至少一个富含大颗粒的固相和一个富含小颗粒的流体相之间存在分层，抢占了流体-流体分层，与空间维度或多分散性无关。
2011-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic theory of glassy dynamics and glass transition for molecular crystals
本文导出了分子晶体动态取向子的微观运动方程。我们的方法是基于模式耦合理论。与液体相比，我们发现四个主要区别：（i）记忆核包含Umklapp过程，（ii）除了静态两分子取向相关器之外，还需要静态单分子取向密度作为输入，其中后者是非平凡的，（iii）静态取向电流密度相关器确实对记忆核贡献各向异性的、与惯性无关的部分，（iv）如果假定分子固定在刚性晶格上，则张量取向子和记忆核具有为零的l，l '= 0分量.由此产生的模式耦合方程求解硬旋转椭球上的刚性SC-晶格。使用静态取向的percus-Yevick理论，我们发现一个理想的玻璃化转变产生的取向顺序，这取决于X和p，长径比和包装分数的椭球体的前体。与长椭球体相比，扁椭球体的玻璃形成增强。对于X <~ 0.7的扁椭球和X >~ 4的长椭球，倒易空间中的临界对角非遍历性参数在带中心或多或少地表现出尖锐的极大值，而在其他地方的值很小，而对于2 <~ X <~ 2.5的长椭球，我们在带边缘有极大值。非对角非遍历性参数不限于正值，并表现出类似的行为。当0.7 <~ X <~ 2时，没有发现玻璃化转变，在玻璃相中，非遍历性参数表现出明显的q依赖性。
2005-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ginzburg-Landau theory of the liquid-solid interface and nucleation for hard-spheres
利用密度泛函理论的基本测度理论方法，构造了硬球的Ginzburg-Landau自由能泛函。该泛函被用来研究液-面心立方固体平面界面和小固体团簇在液体中成核的性质。平面界面的表面张力与模拟结果吻合较好，固体团簇的性质与经典成核理论一致。
2006-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The range and nature of effective interactions in hard-sphere solids
在视频显微镜中观察到的胶体系统经常使用粒子位置的位移相关矩阵进行分析。在非热系统中，这个矩阵的逆可以解释为粒子之间的成对相互作用势。然而，如果系统被热搅动，则从相关矩阵中只能获得有效的相互作用。我们展示了这种有效的相互作用如何不同于非热的情况下，通过比较高统计数值数据从硬球晶体。
2016-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Shear hardening in frictionless amorphous solids near the jamming transition
本文通过数值模拟与弹性理论研究深度退火无摩擦堆积体的剪切硬化，揭示键数增加及键取向各向异性、长程关联两个微观起源，补充了阻塞转变的临界普适规律。
2023-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-solid transitions in the three-body hard-core model
我们确定的相图的概括的二维和三维硬球：一个经典的系统与三体相互作用实现为一个硬截止的均方距离为每个三重粒子。这个模型的量子版本在幺正玻色气体的背景下是重要的，目前正受到密切的理论和实验审查。在二维情况下，三体硬核模型具有常规的原子液相和由二聚体形成的特殊固相。这些二聚体作为硬盘有效地相互作用。在三维空间中，固相由排列在简单六边形晶格中的孤立原子组成。
2015-02-05 cond-mat.stat-mech
Fractionation effects in phase equilibria of polydisperse hard sphere colloids
从理论上研究了具有尺寸多分散性的硬球的平衡相行为。我们数值求解精确的相平衡方程，从流体和固体相的精确自由能表达式，同时充分考虑共存相之间的尺寸分馏。我们可以研究的最大多分散性（约14%）的流体可以通过分裂出具有更窄尺寸分布的固体来进行相分离。这表明，实验观察到的终端多分散性以上的相分离不再发生必须是由于非平衡效应。我们没有发现重入熔化的证据，相反，充分压缩的固相分离成两个或多个固相。在适当的条件下，多种固体与流体相共存的预测。如所预期的，固体具有比母相更小的多分散性，而流体相则相反，流体相主要含有较小的颗粒，但也含有残余量的较大颗粒。的共存相的性能进行了详细的研究，平均直径，多分散性和体积分数的阶段都揭示了显着的分馏。我们还提出了一种方法，用于构建数量，最佳区分共存的阶段，在空间中的密度分布的主成分分析。最后，我们通过比较我们的预测微扰理论的近单分散系统和蒙特卡罗模拟在施加的化学势分布，并找到很好的协议。
2004-05-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Soft versus Hard Dynamics for Field-driven Solid-on-Solid Interfaces
分析论证和动态蒙特卡罗模拟表明，场驱动固-固界面的微观结构强烈依赖于动力学。对于非保守动力学的转换率分解成部分只依赖于相互作用能和场能的变化，分别（软动力学），固有的界面宽度是场无关的。对于非因式分解率，例如标准的Glauber和Metropolis算法（硬动力学），它随场而增加。讨论了界面速度及其各向异性的影响。
2002-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Liquid-Hextic-Solid Phase Transition of a Hard-Core Lattice Gas with Third Neighbor Exclusion
在二维系统中，相行为的确定，特别是相变的性质，常常被有限尺寸效应和适当的热力学机制所模糊。我们解决这些问题，使用另一种途径来推导一个二维的硬核颗粒系统的状态方程，动力学参数和吉布斯吸附等温线的基础上，通过使用随机顺序吸附与表面扩散（RSAD）模型。洞察共存区域和相变是通过直接可视化的系统在任何分数表面覆盖通过本地键取向顺序。键取向关联函数的分析证实，一级相变发生在一个两步液-六角-固体转变在高表面覆盖度。
2019-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Hard-sphere solids near close packing: Testing theories for crystallization
硬球的冻结转变已经被各种版本的密度泛函理论（DFT）很好地描述。这些理论应该拥有密排晶体作为一个特殊的限制，这代表了一个极端的测试场的质量，这种液体状态为基础的理论。因此，我们研究的硬球晶体的结构和热力学在此限制的DFT预测。我们研究了Ramakrishnan-Yussouff（RY）近似和Rosenfeld及其同事开发的基本测度理论（FMT）的两个变体。我们允许一般形状的密度峰，超越常见的高斯近似。在所有的情况下，我们发现，在接近紧密堆积，峰宽消失成比例的粒子之间的自由距离和自由能依赖于几何上的a。然而，不同的峰形和下一个领先的自由能的贡献结果从不同的近似泛函。对于RY理论，在高斯近似下，我们建立了结晶溶液形成一个闭环，其中稳定和不稳定的分支都连接到a=0处的密堆积点，这与不存在液-固旋节线一致。该版本的FMT，以前已被应用到冻结，预测渐近阶跃状密度分布局限于自洽细胞理论的细胞。但最近提出的改进版本，采用张量加权密度产生更广泛的，几乎高斯峰，这是非常好的协议与计算机模拟。
1999-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mapping Disorder in Entropically Ordered Crystals
由于熵的作用，硬形状的系统会结晶。熵在平动和转动的微观贡献中是如何分布的？我们回答这个问题，通过分解的硬六角形晶体的热涨落到集体模式，概括和量化的硬棒液晶的Onsager图片。我们发现，在密度近密堆积和近的固体六角熔化过渡，硬正六边形的固体保持其大部分的熵平移自由度。
2018-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-solid transition in hard hyper-sphere systems
在这项工作中，我们提出了一个数值研究，分子动力学模拟的基础上，估计在D = 4，5，6和7维的硬球和超球系统的凝固点。我们研究了共存区径向分布函数（RDF）随密度的变化。我们从密度高于熔点的晶态开始模拟，然后向下移动到低于凝固点的液态密度。对于所有检查的尺寸（包括D = 3），观察到RDF的第一最小值的高度以几乎连续的方式围绕冻结密度变化，并且类似于二阶相变。有了这些结果，我们提出了一个数值方法来估计凝固点作为一个功能的尺寸D使用数值拟合和半经验的方法。我们发现，凝固点的估计值是非常接近以前报道的数值模拟和理论方法D = 6加强所提出的方法的有效性。这也适用于D = 7的数值模拟，给出了该维度的凝固点的新估计。
2010-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The structure of the hard sphere solid
我们发现，近致密包装的HCP结构的扰动产生更高的熵比任何其他致密包装的扰动。各种结构之间的差异表现在最近邻运动之间的相关性上。在HCP结构中，每个球的随机运动对其最近邻球的运动的影响比其他结构中的略小。
2004-09-08 cond-mat.stat-mech
Density Functional for Anisotropic Fluids
我们提出了一个密度泛函的各向异性流体的刚体粒子。它插值之间的良好建立的几何基础罗森菲尔德功能的硬球和昂萨格功能的细长杆。我们测试的新方法，通过计算的向列型各向同性过渡的硬spherocylinders和硬椭球系统的位置。结果与现有的模拟数据进行了比较。我们的功能更准确地预测过渡的位置比Onsager功能，几乎一样好的理论帕森斯和李。我们认为，它可能适合于研究非均匀系统。
2002-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural properties of hard disks in a narrow tube
在这种狭窄的管道中，只有最近邻相互作用发生的硬盘的二维流体的位置有序检查。采用精确传递矩阵法，数值计算了横、纵向压力分量和关联函数。即使在最宽的管中也不会发生液-固相变，只是失去了精确性，但状态方程和纵向关联函数的剧烈变化表明体系经历了从流体到类固体有序的结构变化。压力分量表明，在低密度下，碰撞主要是纵向的，而在紧密堆积密度附近，它们是横向的。横向关联函数表明，类固体畴的尺寸随压力的增加呈指数增长，关联长度在紧密堆积时发散。它是设法找到一个解析可解的模型，通过扩大接触距离到一阶。近似模型，它对应于硬平行菱形系统，表现非常相似的硬盘系统。
2011-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-size corrections to the free energy of crystalline solids
本文分析了具有固定质心的晶体自由能的有限尺寸修正。当我们明确地对前导（$\ln N/N$）修正进行修正时，发现剩余自由能线性地依赖于1/N。外推到热力学极限（$N\to\infty$），我们估计通过$r^{-12}$-势相互作用的粒子的缺陷自由晶体的自由能。我们还估计了共存附近的理想硬球晶体的自由能：当$ρσ^{3}$ = 1.0409时，无缺陷硬球晶体的过剩自由能为每个粒子的$5.91889(4)kT$。然而，这不是平衡硬球晶体的自由能。有限浓度的空位的存在导致自由能的减少，这是一些两个数量级大于目前的误差估计。
1999-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium fluid-solid coexistence of hard spheres
我们提出了一个拴系的蒙特卡罗模拟的结晶硬球。我们的方法提高了传统的伞采样点，使实际的研究约束吉布斯的自由能取决于几个结晶序参数。我们获得高达2916个粒子（足以容纳流体-固体界面）的流体-晶体共存压力的高精度估计。我们可以将共存压力（p_{co} =11.5727（10）k_BT/σ^3）和界面自由能（γ_{100}=0.636（11）k_BT/σ^2）外推到无限体积。
2012-03-12 cond-mat.stat-mech
The Evolution of Multicomponent Systems at High Pressures: II. The Alder-Wainwright, High-Density, Gas-Solid Phase Transition of the Hard-Sphere Fluid
硬球气体的热力学稳定性已被检查，使用定标粒子理论[SPT]的形式主义，并通过明确应用热力学第二和第三热力学定律所需的稳定性条件。温度和体积限制的有效性SPT也进行了检查。它表明，缩放粒子理论预测的绝对极限的硬球系统的流体相的稳定性，在其有效范围内的所有温度。由于定标粒子理论对流体的描述与对稀气体或稠密液体的描述是一样的，因此由标准贯入法对系统稳定性设定的极限必须代表流体相存在和向固体转变的极限。由SPT确定的稳定极限下的约化密度与硬球系统中Alder-Wainwright超临界高密度气-固相变的约化密度在特定温度和超过1, 000 K的范围内的估计值完全一致。在0.01 - 10，000 K范围内考察了气-固相相稳定性极限的温度依赖性。它进一步表明，SPT正确地描述了一个硬核流体在低温下的熵的变化，需要它的熵消失，因为T趋于零，通过在有限的温度和所有的压力进行气-固相变。
2005-05-03 cond-mat.stat-mech
Collisional Statistics and Dynamics of 2D Hard-Disk Systems: From Fluid to Solid
我们进行了广泛的MD模拟的二维系统的硬盘，专注于\emph{on}碰撞统计特性。我们分析了从流体到固相的填充分数的速度，自由飞行时间和自由程长度的分布函数。平均自由飞行时间和后续碰撞之间的路径长度的行为被发现急剧变化的共存阶段。我们发现，单粒子动力学性质的行为类似于在碰撞和连续时间表示，表现出明显的流体和固相之间的交叉。我们发现，无论是在碰撞和连续的时间表示，均方位移，速度自相关函数，中间散射函数和自身的一部分的van Hove函数（传播子），密切再现相同的行为所表现出的相应数量在颗粒介质，胶体和过冷液体接近玻璃或堵塞过渡。
2015-03-27 cond-mat.stat-mech
Mean field stability map of hard-sphere glasses
非晶态固体对外加剪切变形的响应是一个重要的基础和应用研究课题。为了解决这个问题，我们专注于一个系统的硬球在无限维胶体系统和颗粒物质的可解模型。该系统是在动态玻璃化转变密度以上制备的，并且我们讨论了在压缩、减压和剪切应变下所得玻璃的相图，扩展了以前的结果[P.Urbani和F. Zamponi，Phys.Rev.Lett. 118，038001（2017）]。我们表明，固体区域的边界由一个“剪切堵塞”线，在该固体达到紧密堆积，和一个“剪切屈服”线，在该固体经历了一个调幅不稳定的液体，流动相。此外，我们表征这些线的演变后，不同的玻璃制备密度。本工作旨在通过对相图的系统探索，对硬球系统中的屈服和干扰现象提供一个总体概述。
2019-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
New solid phase of dipolar systems
具有永久偶极矩的分子系统具有各种晶体对称性的固相。特别是，这些系统中最简单的偶极硬球模型的固相在文献中已经被广泛研究。本文介绍了蒙特卡罗模拟的结果，在低温下，指向的稳定性的极化固体相的偶极硬球与不寻常的数量的11个最近的邻居，所谓的原始四重堆积或四重密堆积。
2017-10-03 cond-mat.stat-mech
Properties of non-FCC hard-sphere solids predicted by density functional theory
使用Rosenfeld等人（PRE 55，4245（1997））、Tarazona（PRL 84，694（2001））和Roth等人（J. Phys.：Cond.马太福音14，12063（2002））。对于FCC阶段，目前的工作证实了林德曼参数的消失（即消失的宽度的高斯）附近的所有三个模型的紧密包装和HCP阶段的结果几乎是相同的。对于体心立方相和填充分数高于$η\sim 0.56$，所有三种理论都显示出不同的高斯宽度的多个固体结构。在这三种情况下，其中一种结构在紧密堆积时表现出林德曼参数的预期消失，但这种物理结构只是在塔拉索纳理论中对非物理结构有利，即使如此，一些非物理行为在较低密度下仍然存在。在Rosenfeld等人的模型中，简单立方相在一定密度范围内是稳定的，而在Tarazona模型中，只有非常接近紧密堆积。
2006-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computing the free energy of molecular solids by the Einstein molecule approach: Ices XIII and XIV, hard-dumbbells and a patchy model of proteins
将最近提出的爱因斯坦分子方法推广到计算分子固体的自由能。该方法是Frenkel和Ladd的爱因斯坦晶体方法的变体[J. Chem. Phys. 81，3188（1984）]。为了证明其适用性，我们计算了硬哑铃固体的自由能，最近发现的两种水的固相，即冰XIII和冰XIV，其中水分子之间的相互作用由刚性不可极化的TIP 4P/2005模型势描述，和几个固体相，是结晶稳定的各向异性斑块模型与八面体对称的模仿蛋白质。我们的计算表明，在统计不确定性范围内，爱因斯坦晶体方法和爱因斯坦分子方法得到了相同的结果，另外，我们还详细地研究了分子固体自由能计算中的一些微妙问题。首先，对于具有非立方对称性的固体，我们研究了模拟盒的形状对自由能的影响。我们的结果表明，必须使用模拟盒的平衡形状来计算自由能，以避免在系统中出现人为应力，这将导致自由能的增加。在复杂的固体中，例如水的固相，另一个困难与参考结构的选择有关。由于在某些情况下，分子没有明显的取向，因此不清楚如何产生参考结构。我们的结果将表明，只要结构不是太远的平衡结构，计算的自由能是不变的自由能计算中使用的参考结构。最后，还研究了固体自由能的强尺寸依赖性。
2009-01-13 cond-mat.stat-mech
Constrained deformation of a confined solid: a strain induced crystal-smectic transition
我们报告的计算机模拟结果的二维硬盘限制在一个准一维的“硬墙”通道，几个原子半径宽。从一个相称的三角形固体平行于通道长度的系统大小的重新缩放引入了一个矩形变形的固体，超过一个临界极限，相分离成交替带的固体和近晶相。由此产生的固体-近晶界面是宽的并且包含错配位错。应力-应变曲线显示大的塑性形变，并伴随着可逆的近晶转变。近晶相最终熔化成具有发散林德曼参数的调制液体。
2004-01-08 cond-mat.stat-mech
Most stable structure for hard spheres
已知硬球模型示出液-固相变，其中固体预期为面心立方或六方密堆积。两种结构之间的自由能差异非常小，并且已经进行了各种尝试以确定哪一种更稳定。我们对比了不同的方法，并扩展了一个。
2005-06-02 cond-mat.stat-mech
Nature of the quantum phase transitions in the two-dimensional hardcore boson model
我们用两种量子蒙特卡罗算法绘制了具有近邻排斥（$V_1$）和次近邻排斥（$V_2$）的二维硬核玻色子Hubbard模型的相图.在半充满时，根据$V_1$、$V_2$和动能的相对大小，我们发现了三种相：超流体相、棋盘形固体相和条纹状固体相。掺杂远离半填充，棋盘固体经历相分离：超流和固相共存，但不是作为单一的热力学相。作为掺杂的函数，从棋盘固体的转变因此是一阶的。相反，掺杂条纹固体远离半填充反而产生条纹超固相：密度有序与超流性共存为单一相。一个令人惊讶的结果是，在半填充时，SF和棋盘固相之间的整个过渡线似乎表现出动态O（3）对称性恢复。跃迁似乎与特殊海森堡点处于同一普适类，尽管这种对称性被$V_2$相互作用明确地打破。
2001-05-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Heat conduction in a confined solid strip: Response to external strain
我们研究了硬盘系统中的热传导问题。该系统最初处于高密度固体状相。我们研究，通过非平衡分子动力学模拟，对外部施加的拉伸应变的热流的依赖性。应变导致固体的变形和破坏，并且我们发现内部结构的变化可以导致热流的非常急剧的变化。本文提出了一种简单的有限硬盘系统热流的自由体积型计算方法。这再现了小应变的电流-应变图的一些定性特征。
2006-07-25 cond-mat.stat-mech
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。
2006-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Single-Speed Molecular Dynamics of Hard Parallel Squares and Cubes
本文在较宽的密度范围内重新研究了硬平行正方体和立方体的流体和固体状态方程。我们使用一种新颖的单速版本的分子动力学。我们的结果进行了比较，从早期的模拟，以及与维里系列，细胞模型，和柯克伍德的多体单占用模型的预测。单占据模型被应用于给出固相的绝对熵，就像之前对硬盘和硬球所做的那样。这里发现的与所有相关的先前工作的极好的一致性非常清楚地表明，构型性质，如状态方程，不需要最大熵麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布。对于硬正方体和硬立方体，自由体积理论提供了高密度固相压力的良好描述。硬平行正方形似乎表现出二级熔融转变在密度为0.79相对于紧密堆积。硬平行立方体有一个更复杂的状态方程，有几个相对温和的曲率变化，但没有那么突然，以表明一级熔化过渡。因为立方体的数量依赖性相对较大，所以立方体跃迁的确切性质仍然未知。
2009-07-10 cond-mat.stat-mech
Elastic moduli, dislocation core energy and melting of hard disks in two dimensions
本文用蒙特卡罗模拟方法，在位错-反位错对密度为零的极限下，得到了直径为$σ$的硬盘三角形固体的弹性模量和位错核能。在这个极限，我们表明，固体是稳定的对所有其他波动至少高达密度低至$ρσ^2 = 0.88$。我们的系统没有表现出任何相变，因此导致有限尺寸效应和缓慢弛豫的发散相关长度不存在。位错对的形成概率由由于约束而被拒绝的移动的分数来估计，该分数又产生核心能量E_c和（裸）位错逸度y。使用这些量，我们检查的相对有效性的一阶和Kosterlitz无核武器的Halperin-Nelson-Young（KTHNY）熔化的情况下，并获得典型的预期过渡密度和压力的数值估计。我们的结论是，KTHNY过渡从固体到六角相抢占了固体到液体的一阶过渡在这个系统中，虽然由一个非常小的利润率，很容易掩盖的交叉效应在无约束的“蛮力”模拟与少量的粒子。
2000-01-28 cond-mat.stat-mech
Tetratic Order in the Phase Behavior of a Hard-Rectangle System
Wojciechowski \emph{et al.}先前的Monte Carlo研究已经在各向异性硬颗粒的二维系统中发现了两个不寻常的相：硬正方形的四重对称的四次相[Comp. Methods in Science and Tech.，10：235-255，2004]，和硬盘二聚体的非周期性简并固相[Phys.Rev.Lett.，66：3168-3171，1991]。在这项工作中，我们研究了一个系统的硬矩形的纵横比为2，即，硬方二聚体（或多米诺骨牌），并证明它表现出这两个不寻常的性质的固相。该固体显示出四次，但不是三次，秩序，它是非周期性的具有随机平铺的正方形晶格与多米诺骨牌的结构。我们得到了类似的结果与经典的Monte Carlo方法使用真正的矩形和一种新的分子动力学算法采用圆角矩形。值得注意的是，这种简单的凸形二维形状可以产生如此丰富的相行为。虽然我们还没有进行精确的自由能计算，我们预计，随机多米诺瓷砖是由其退化熵，众所周知的是$1.79k_{B}$每个粒子从以前的研究中的二聚体问题的正方形晶格的热稳定。我们的观察结果是一致的KTHNY两阶段的相变的情况下，两个连续的相变，第一个从各向同性的四次液体，和第二个从四次液体固体。
2005-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The solid-liquid interfacial free energy of close-packed metals: hard spheres and the Turnbull coefficient
主要由于其在成核和晶体生长中的作用，晶体-熔体界面自由能的自由能是许多科学学科中相当感兴趣的对象，特别是在材料、胶体和大气科学中。五十多年前，Turnbull观察到各种金属元素的界面自由能（按每个颗粒的平均界面面积缩放）与熔化焓呈线性相关。这种相关性提供了一个重要的经验“经验法则”，估计界面自由能，但缺乏一个令人信服的物理解释。在这项工作中，我们表明，紧密堆积的金属的界面自由能与熔化温度呈线性相关，因此主要是熵的起源。我们还表明，这种线性关系的斜率可以确定定量的准确性，使用硬球模型，并与特恩布尔报告的熔化焓的相关性如下的事实，即密堆积金属的熔化熵是相对恒定的。
2001-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Static impurities in a supersolid of interacting hard-core bosons on a triangular lattice
我们研究了超固相中杂质的影响，并与固相和超流相的行为进行了比较。在超冷原子气体可以实现的三角形晶格上，相互作用的硬核玻色子已经形成了超固相。在这个模型中考虑了静态空位总是降低序参量的大小在固相或超流相。然而，在超固相中，杂质同时直接影响两个序参量，从而揭示了它们之间有趣的相互作用。特别是固体有序性的增强可能是以超流性的强烈降低为代价的，这表明两个序参量不能简单叠加。我们还观察到一个不寻常的杂质钉扎效应在固体有序相，这导致在两个不同的状态分开的一级跃迁。
2011-01-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Condensation of Hard Spheres Under Gravity: Exact Results in One Dimension
本文给出了由N个直径为D、质量为m的硬球组成的一维阵列在重力g作用下的密度分布的精确结果。对于严格的一维系统，液-固转变发生在零温度，因为密堆密度$ϕ_c$是1。然而，如果我们稍微放松这个条件，使得$phi_c=1-δ$，我们发现一系列的临界温度T_c^i=mgD（N+1-i）/μ_o，μ_o=const，在此第i个粒子发生液-固转变。起始温度的函数形式T_c^1=mgDN/μ_o与之前通过Enskog方程获得的结果[Physica A 271，192（1999）]一致。我们还表明，在质心的增加是线性的T之前的过渡，但它成为二次在T过渡后，因为固体附近的底部形成。
2000-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Two-species hard-core bosons on the triangular lattice: A quantum Monte Carlo study
使用蠕虫型量子蒙特卡罗模拟，我们调查玻色子混合物的三角形晶格的两个物种的玻色子，通过最近邻种内（$V$）和现场种间（$U$）排斥相互作用。对于对称跳跃振幅（$t_A/V=t_B/V$）和$U/V=1$的情形，我们确定了一个包含双固体、双超流（2SF）、超固体（SS）、固体-超流（Solid-SF）和逆流超固体（CSS）的富基态相图。SS态、Solid-SF态和CSS态在三角晶格的三个子晶格之间和两个物种之间表现出自发对称性破缺，这导致每个物种中的非零晶体密度波序。我们还表明，CSS和SS状态是目前$t_A/V \neq t_B/V$，后者甚至生存到$t_A/V \rightarrow \infty$或$t_B/V \rightarrow \infty$限制。还探讨了由$U/V$的变化和由两个物种的颗粒数的不平衡引起的影响。
2014-01-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
