1D fluids with repulsive nearest-neighbour interactions: Low-temperature anomalies
本文研究具有硬核与软排斥双长度尺度的一维经典流体，利用最近邻简化获得等温-等压系综下状态方程的闭式解，系统分析了低温下链间距跳跃、低温展开解析结构及负热膨胀异常与核软化势形状的关系。
2025-03-14 cond-mat.stat-mech
Integral equation study of soft-repulsive dimeric fluids
利用积分方程理论研究了二聚体粒子通过纯排斥核软化势相互作用系统的流体结构和类水反常现象。在我们的模型中，二聚体相互作用通过一个排斥对势的反幂形式与软化的排斥强度。采用Ornstein-Zernike方法和参考相互作用位点模型（RISM）理论，研究了二聚体从单体构型（λ = 0）到正切构型（λ = 1）伸长λ逐渐增大时的类水反常行为.对于每个值的伸长率，我们考虑两个不同的值的相互作用的潜力，对应于一个和两个长度尺度，目的是提供一个全面的描述可能的流体的情况下，该模型。我们的理论结果与已有的或新生成的Monte Carlo数据进行了系统的比较：我们发现，理论和模拟一致提供了一个流体的图像，表现出密度和结构异常的低λ值和两个值的相互作用势。积分方程理论给出了准确的预测压力和径向分布函数，而温度发生异常被低估。在增加伸长率时，RISM理论仍然预测存在异常;后者在模拟中不再观察到，因为它们的发展可能被结晶的开始所阻止。我们讨论了我们的结果的可靠性积分方程理论在预测存在的水样异常的核心软化流体。
2016-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic, Dynamic and Structural Anomalies for Shoulder-like potentials
利用分子动力学模拟，我们研究了一个家庭的连续核心软化潜力组成的硬核，在最近的距离和一个有吸引力的井在更远的距离的肩膀。排斥肩和井距离代表两个长度尺度。我们表明，如果第一个规模，肩，是排斥性的或有一个小的井，潜在的压力-温度相图中的密度，扩散和结构异常的区域。然而，如果最接近的尺度变成深吸引阱，则压力-温度相图中存在三个异常的区域收缩并消失。这一结果使我们能够预测的形状的核心软化势，如果异常会或不会存在。
2009-06-24 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Breakdown of The Excess Entropy Scaling for the Systems with Thermodynamic Anomalies
本文模拟研究了Rosenfeld熵标度对不能用有效硬球近似的系统的适用性。研究了三个系统：赫兹球、高斯核模型和软排斥肩势。这些系统在低温下表现出扩散异常：扩散随着密度或压力的增加而增加。结果表明，对于属于有界势类的前两个系统，Rosenfeld标度公式只在无限温度极限下才有效，在无限温度极限下不存在反常现象。对于软排斥肩标度公式是有效的已经在足够低的温度，但是，异常范围之外。
2009-12-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour of attractive and repulsive ramp fluids: integral equation and computer simulation studies
利用计算机模拟和一个自洽的积分方程，我们调查的相行为和热力学异常的球形粒子通过两个尺度的斜坡势（硬核加上排斥和吸引斜坡）和相应的纯排斥模型相互作用的流体。模拟和积分方程的结果预测的液-液分层时，吸引力的存在，除了气-液过渡。此外，在液-液过渡区附近出现流-固过渡，导致相图具有稍微复杂的拓扑结构。这种在中等密度下的固化也存在于排斥性斜坡流体中，从而防止流体-流体分离。
2007-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
High--order jamming crossovers and density anomalies
我们证明了存在的高阶干扰交叉排斥接触相互作用的粒子系统，这源于连续的协调壳的崩溃。在零温度下，这些交叉诱导的体积模量，这与密度的非单调变化的异常行为，而在有限的温度下，它们诱导密度异常，包括在等温压缩后的扩散率增加，并在负的热膨胀系数。我们合理化的依赖这些交叉的相互作用势的柔软性，并通过调查的振动光谱的干扰交叉和异常扩散。
2012-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density anomalies and high-order jamming crossovers
干扰交叉发生在零温度下的粒子通过有限范围的排斥势相互作用的组件，当密度增加粒子与随后的协调壳接触。密度异常，包括等温压缩时增加的扩散率和负的热膨胀系数，是干扰交叉的有限温度特征。在这份手稿中，我们表明，干扰交叉相关的非仿射系统的密度变化的响应增加，并澄清，堵塞的系统通过随后的Eshlby样的塑性不稳定性压缩后演变。
2013-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Which mechanism underlies the water-like anomalies in core-softened potentials?
利用分子动力学模拟研究了粒子与由排斥肩组成的连续和离散核软化（CS）分子间势相互作用的热力学.通过仿真分析了其动力学特性和结构特性。我们表明，在连续版本的CS势的密度在恒定压力下有一个最大值为一定的温度。类似地，在恒定温度下的扩散常数$D$在密度$ρ_{\mathrm{max}}$处具有最大值，在密度$ρ_{\mathrm{min}}<ρ_{\mathrm{max}}$处具有最小值，并且结构性质也是异常的。对于离散CS电位，没有观察到这些异常。异常的情况下，在离散的情况下，它的存在下，在连续CS潜在的过剩熵的框架进行了讨论。
2007-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic and structural anomalies of the Gaussian-core model in one dimension
研究了一维经典粒子系统的平衡性质，系统通过高斯型有界排斥势相互作用。尽管没有一个适当的流体-固体相变，我们发现，该系统表现出一个复杂的行为，“异常”的密度和热力学响应功能，密切回顾那些观察到的散装和封闭的液态水。我们还讨论了出现在一个不寻常的结构制度的压缩下的冷流体，其特征在于密度相关性让人想起在集群晶体中发现的有序安排。
2012-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correspondence Between the Phase Diagrams of TIP5P Water and a Spherically Symmetric Repulsive Ramp Potential
我们进行分子动力学模拟的一个众所周知的水模型（TIP 5 P对势）和一个简单的液体模型（两个尺度的排斥斜坡势），比较区域的异常行为在他们的相图。我们选择的斜坡电位的参数映射到一个有效的对电位来自TIP 5 P模型。我们发现，这两个系统的相图中的异常行为的区域可以映射到对方，如果（i）压力$P$和温度$T$被替换为$T-T_{C}$和$P-P_{C}$，分别，其中$(T_{C},P_{C})$是相应的系统的液-液临界点的坐标;和（ii）一个斜坡粒子对应于两个TIP 5 P分子。我们提出启发式的论点支持点（ii）。我们还认为，在斜坡电位的水一样的异常是由于粒子的能力，复制，压缩或加热时，迁移的水分子从第二壳到第一壳。
2007-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic curvature from the critical point to the triple point
我评估的热力学曲率$R$十四纯流体沿其液体-蒸气共存曲线，从临界点到三相点，使用NIST化学网络书的热力学输入。在这一广泛的概述中，$R$在共存的液相和气相中进行评价。$R$是一个不变量，其大小$|R|$是流体中介观组织结构尺寸的度量，其符号指定分子间相互作用是有效吸引（$R<0$）还是排斥（$R>0$）。我讨论了纯流体中$R$的五个原理：1）在临界点附近，相互作用的吸引部分形成松散结构，其尺寸$|R|$与相关体积$ξ^3$成比例，并且$R$的符号为负，2）在气相中，存在大小为$|R|$的紧凑簇的实例，其由相互作用的吸引部分形成，并且由相互作用的排斥部分防止崩溃。相互作用和$R$正的符号，3）在渐近临界点状态中，共存的液相和气相中的$R$彼此相等，即，4）在渐近临界点范围之外，不相称的$R$可能与亚稳性有关，5）致密液相具有分子体积数量级的$|R|$，对于通过吸引相互作用保持在一起的类液体状态，$R$的符号为负，而对于通过排斥相互作用保持在一起的类固体状态，$R$的符号为正。这些考虑扩大和扩展了热力学曲率在纯流体中的应用。
2012-08-16 cond-mat.stat-mech
Magnetic ordering and quantum statistical effects in strongly repulsive Fermi-Fermi and Bose-Fermi mixtures
我们研究了一维强排斥双组分费米子和一维强排斥极化费米子和玻色子混合体的磁性和统计效应。从热力学Bethe近似解出发，分析了外加磁场$H$作用下相变、磁化强度和磁化率特性的普遍性.我们明确地表明，具有排斥相互作用的极化费米子在零温度下具有反铁磁行为。线性场依赖磁化的普遍性类持续弱和有限的强相互作用。当外场超过临界值$H^F_c\approx \frac{8}γE_F$时，系统被完全极化，其中$E_F$是费米能，$γ$是无量纲相互作用强度。相反，极化费米子和玻色子的混合物在外场中表现出平方根场依赖的磁化强度在附近的H=0和临界值$H=H^M_c\approx \frac{16}γE_F$。我们发现，一个纯玻色子相发生在没有外场，全极化费米子和玻色子共存的$0<H<H^M_c$，和一个全极化费米子相发生在$H\ge H_c^M$。这个玻色-费米混合物的相图让人想起具有布居不平衡的弱吸引费米子，其中具有相反自旋的相互作用费米子形成单线对。
2008-06-16 cond-mat.stat-mech
Complex Phase Behavior of Repulsive Step Potential Systems in Three Dimensions
本文对三维排斥阶跃势系统的相图进行了计算机模拟研究。我们表明，系统具有一个简单的纯排斥各向同性的潜力展示了一些不寻常的功能。熔化曲线上的最大值和最小值被发现的一些区域的潜在参数。结果表明，在$ρ-T$平面上的相图包括两个由无序相分隔的同构结晶部分，无序相在足够低的温度下是非晶的。（P-T）平面相图表明，向非晶态的转变大致沿外推的旋节线发生。在高密度下发现结构FCC-BCC相变。
2006-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relation between occupation in the first coordination shells and Widom line in Core-Softened Potentials
三个核心软化家庭的潜力检查密度和扩散异常的存在。这些潜力表现出一个排斥的核心软化区，并在较大的距离吸引力。我们发现，该区域的压力-温度相图中的异常是本增加，如果之间的斜率的核心软化的规模和吸引力的潜在的一部分减少。如果核软化的范围或势的吸引部分的范围减小，则反常区域也增大。我们还表明，密度异常的存在是一致的径向分布函数的非单调变化时，在两个尺度的温度和密度变化。然后，利用这种反常的行为的结构，我们表明，压力和温度的径向分布函数的两个长度尺度是相等的识别与Widom线。
2012-12-27 cond-mat.stat-mech
Microscopic theory for the phase separation of self-propelled repulsive disks
最近的实验胶体悬浮液的动机，我们研究分析和数值模拟的微观模型缺乏对齐相互作用的自推进粒子。在这个模型中，即使是纯粹的排斥相互作用，导致相分离的动力学不稳定性已被报道。从多体Smoluchowski方程出发，我们发展了一种基于新的封闭格式的平均场描述，并推导出有效的流体动力学方程。我们表明，微观起源的不稳定性是一个力的不平衡，由于各向异性对分布导致自陷。相图可以用两个量来理解：最小驱动力和力不平衡。在足够高的推进速度下，会有一个重新进入无序流体的入口。
2013-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Processes in Repulsive Binary Mixtures
我们考虑快速冷却过程中的经典，3维，纯排斥的二元混合物中，初始的无限温度（理想气体）配置瞬间淬火到零温度。结果表明，这类系统呈现两种有序化过程，其类型可以通过调节不同粒子之间的相互作用来控制。虽然强的物种间排斥导致化学有序的一个unmixing过程，弱排斥引起自发结晶，保持化学均匀性。这一结果表明，存在一个过渡的地形的潜在的势能景观的种内相互作用强度是不同的。此外，双类型的行为似乎是普遍的排斥对相互作用势能函数一般，与结晶过程的倾向有关，他们的行为在附近的零分离。
2020-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Bose gas beyond mean field
我们研究了具有纯排斥力的均匀玻色气体。使用Kac标度的二元势，我们推导出解析的形式的气体的热力学函数的小，但有限的值的标度参数在低密度区。用这种方法，我们确定了对平均场论的主要修正.事实证明，排斥力在固定密度下增加压力，并在给定化学势（温度保持恒定）下降低密度。它们也使玻色动量分布变平。然而，目前的分析不能扩展到平均场论预测的凝聚出现的区域。
2004-09-01 cond-mat.stat-mech
Soft Spheres Make More Mesophases
我们使用平均场方法和数值模拟来研究经典粒子与硬核和排斥性软肩相互作用的相图。尽管纯粹的排斥相互作用，该系统显示出显着的数组所产生的核心和肩长尺度之间的竞争的聚合相。在大肩宽的核心尺寸的限制，我们认为，这个相图有一些普遍的功能，并分类的排斥肩膀，导致聚集在高密度的集合。令人惊讶的是，相序和聚集体尺寸调整以保持几乎恒定的聚集体间分离。
2006-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of confinement between attractive and repulsive walls on the thermodynamics of an anomalous fluid
本文用分子动力学模拟研究了一种受限于狭缝孔中的反常流体的热力学性质。我们发现，封闭流体的均匀部分的相图移动到更高的温度，密度和压力相对于散装，但它可以重新标度的散装情况下。我们计算了一个温和的增加流动性的均匀封闭的流体，我们解释为分层的结果，由于限制和集体模式，由于远程相关性。我们发现，在散装，封闭流体的结构，扩散和密度异常，该命令在水一样的层次结构，和液-液临界点（LLCP）。整体异常区域移动到更高的温度、密度和压力，并且LLCP与体相比较移位到更高的温度。受实验的启发，我们还计算了相图，不仅限于均匀的部分，但对于整个流体在孔隙中，并表明它是转向更高的压力，但保留了热力学，包括LLCP。由于我们的模型具有类似水的性质，我们认为，在实验中，过冷水被限制在狭缝孔中，如果亲水，宽度> 3 nm，如果疏水，宽度> 1.5 nm，LLCP的存在可能比在散装中更容易测试，在散装中它是不可直接访问的。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of dissolved salt on the anomalies of water at negative pressure
在环境压力下向水中加入盐会影响其热力学性质。在低盐浓度下，密度极大值等异常现象向低温移动，而在足够大的盐浓度下，它们不再被观察到。在这里，我们调查盐的影响，最近在纯水中观察到的异常在负压：沿等厚线的声速最小值的存在。我们比较实验和模拟的氯化钠水溶液的摩尔浓度约$1.2\,\mathrm{mol\,kg^{-1}}$，达到压力超过$-100\,\mathrm{MPa}$。我们还讨论了声速极小值的来源，并强调了声速温度和密度异常的相对位置的重要性。
2020-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamic anomalies in a lattice model of water: Solvation properties
我们研究了一个水的格子流体模型，定义在一个三维体心立方晶格。模型分子具有四面体对称性，具有四个等效键臂。该模型类似于Roberts和Debenedetti提出的模型[J. Chem. Phys. 105，658（1996）]，通过去除"供体"和"受体"之间的区别而简化。我们专注于溶剂化性质，主要是作为一个理想的惰性（疏水性）溶质而言。正如我们以前的分析，致力于纯净水[J. Chem. Phys. 121，11856（2004）]，我们利用广义一级近似的四面体集群。我们发现，该模型表现出相当连贯的水热力学图片，再现定性观察到的几个异常性质在纯水和疏水溶质的解决方案。就过冷液体水而言，该模型与第二临界点情景是一致的。
2005-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ground state of weakly repulsive soft-core bosons on a sphere
我们研究了嵌入球面的可穿透玻色子系统。在粒子间弱相互作用的假设下，系统的基态近似为纯凝聚态。我们采用热力学参数的调查，在变分的单粒子状态，不同的有限大小的“相”之间的交叉跨越的参数空间的球半径和化学势。特别是，对于半径高达几个相互作用的范围内，我们研究的稳定性的流体相相对于一些晶体状的安排具有对称性的一个定期或半定期多面体。我们发现，虽然量子涨落使系统流体保持在低密度，但在压缩时，它最终会变得不均匀，即，粒子聚集成簇。随着半径的增加，高密度聚集体的性质发生变化，我们观察到不同簇相（“固体”）之间的一系列过渡，其基本原理是最大化簇的配位数，同时确保每个相邻对之间的适当距离。我们认为，至少在我们的平均场描述，每个集群阶段是超固体。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
