Coarse Grained Modeling of The Interface Between Water and Heterogeneous Surfaces
使用粗粒度的模型,我们研究了水的行为相邻的扩展的疏水表面与各种分数的不同大小的亲水补丁胡椒。我们研究了平均界面高度的空间依赖性,与干燥的补丁基板的溶剂密度波动,和界面波动的空间依赖性。我们发现,添加小的均匀的基板和溶剂之间的吸引力的相互作用导致的平均位置的接口是非常接近的基板。然而,界面的波动是大的和空间异质性的响应于下面的片状基板。我们讨论了这些发现的影响组装的异质表面。
2008-06-23 cond-mat.stat-mech
Modelling the evaporation of nanoparticle suspensions from heterogeneous surfaces
我们提出了一个基于网格的蒙特卡罗(MC)模型的纳米颗粒悬浮液滴在非均匀表面上的干燥。该模型由一个广义的晶格气,其中的相互作用参数的哈密顿量可以改变模型的不同性质的材料。我们展示了如何正确选择相互作用,以尽量减少底层网格的影响,使半球形液滴的形式。我们还包括表面粗糙度的影响,以检查接触线钉扎动力学的影响。当系统上方有一个“盖子"防止蒸发时,在表面上形成平衡液滴,我们用它来确定接触角以及它如何随着模型参数的变化而变化。这使我们能够将相互作用参数与应用中使用的材料联系起来。该模型也被应用到干燥的异质表面上,特别是悬浮液被沉积在一个表面上的情况下,由一对亲水性导电金属表面的疏水绝缘聚合物带的两侧。这种情况发生在使用喷墨印刷来制造表面的金属部件之间的电连接时。该过程并非总是没有问题,因为液体可以从表面的疏水部分去湿,在干燥过程完成之前破坏桥。MC模型再现所观察到的去湿,允许参数变化,以便可以建立最佳连接的条件。我们表明,如果表面的疏水部分位于相邻金属的高度以下的一个步骤,在干燥过程中的液体去湿的机会显着减少。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The statistics of electric field fluctuations in liquid water
电场波动在液态水的离解反应中起着重要作用,并决定了其振动光谱响应。在这里,我们使用分子动力学计算机模拟研究了液态水中电场的统计特性,特别关注驱动解离的强而罕见的场。我们的模拟表明,重要的贡献,电场作用在OH键干水分子小于7埃。长期贡献所起的作用很小。
2009-03-25 cond-mat.stat-mech
Density fluctuations and random walks in an overdamped and supercooled simple liquid
在这项工作中,简单的液体的短时间动力学的探索分析和数值的重点之间的相互作用的密度波动的体积周围的一个选定的粒子和它的随机行走运动。粒子通过Lennard-Jones势相互作用,其参数对应于液态氩。在很大程度上,基于涨落理论的解析计算提供了与实验数据相对应的液氩自扩散系数等温变化的显式再现表达式。这些结果导致的结论是,这种行为是基于反映在其密度波动,可以等效地实现在低温和低压(过冷)或中等温度和高压(过阻尼)的情况下,减少流动性的颗粒。
2019-06-17 cond-mat.stat-mech
A Fully Self-Consistent Treatment of Collective Fluctuations in Quantum Liquids
重新讨论了量子液体中集体密度涨落的计算问题。基于量子模耦合理论的全量子力学自洽处理[E. Rabani和D.R. Reichman,J.Chem.Phys.116,6271(2002)]。该理论与最大熵解析延拓方法和现有的实验结果进行了比较。量子模式耦合理论提供了半定量的结果,为短期和长期的动力学。对长时间现象的正确描述对于今后研究玻色量子系统的物理问题以及玻色流体中集体涨落的研究具有重要意义。
2003-10-09 cond-mat.stat-mech
Overlap fluctuations in glass-forming liquids
我们分析数值热波动的静态重叠之间的平衡配置在玻璃形成液体接近玻璃化转变。我们发现,出现的慢动力学的起始温度附近的重叠波动的非高斯概率分布的发展相关,测量退火和淬火的定义。低于一个临界温度,共轭的重叠的热力学场诱导一阶相变,其存在,我们在退火的情况下数值证明。这些结果确立了玻璃化转变的方法伴随着热力学波动性质的深刻变化,解构了玻璃态动力学几乎没有结构演变的观点。
2013-07-30 cond-mat.stat-mech
Capillary to bulk crossover of nonequilibrium fluctuations in the free diffusion of a near--critical binary liquid mixture
本文研究了近临界二元混合物在自由扩散过程中,在两相界面处发生的非平衡涨落。小角度静态散射强度是由于毛细波和体涨落的非平衡贡献的叠加。波动的线性流体力学描述使我们能够隔离这两个贡献,并确定非平衡界面的有效表面张力。随着扩散界面厚度的增加,我们观察到的交叉的毛细波的贡献,散装之一。
2001-03-26 cond-mat.stat-mech
Limits of structure stability of simple liquids revealed by study of relative fluctuations
我们根据实验声学和热物理数据分析了简单液体的逆约化波动(相对体积波动与其在假设情况下的值的反比,其中物质在相同的温度-体积参数下充当理想气体)沿着液相和气相的共存线。已经确定,该量在接近熔点的区域内具有普适指数特征。这种行为满足平均场(巨正则系综)晶格流体模型的预测,并与流体的恒定平均结构有关,即自由体积的再分布与许多蒸气粒子互补。基于实验的波动参数和自扩散特性之间的互连进行了讨论。这些结果可能为确定实际物质的自扩散和结构性质提供实验方法。
2014-04-25 cond-mat.stat-mech
Chain of kinetic equations for the distribution functions of particles in simple liquid taking into account nonlinear hydrodynamic fluctuations
在考虑非线性流体动力学涨落的情况下,得到了非平衡单粒子、双粒子和s粒子分布函数的动力学方程链。非线性水动力涨落的非平衡分布函数满足广义Fokker-Planck方程。应用Zubarev的非平衡统计算子方法。本文提出了一种计算流体动力集体变量非平衡分布函数的广义Fokker-Planck方程中流体动力集体变量结构分布函数及其流体动力速度(高斯近似以上)的方法。
2015-07-23 cond-mat.stat-mech
Galaxies as fluctuations in cosmic stellar liquid
在凝聚态物理中,大的自引力恒星系统与相关液体有着相同的密度等级变化模式。虽然需要微观时间分辨率来辨别临界乳光的相关动力学,但特征天文时间隐藏了恒星液体的波动动力学,在星际相关性的支配下,更密集的恒星集群聚集和分散。对于一个半孤立的星系,这些动力学波动是密集的球状星团。对于一个星系团,这些动力学波动是成员星系,在内部的椭圆星系。明亮的超密度波动,星系,是宇宙恒星液体(暗物质)中一小部分恒星的展示。在这里,我报告波动引力坍缩作为一个自引力系统的维里平衡的属性。
2018-11-07 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Density depletion and enhanced fluctuations in water near hydrophobic solutes: identifying the underlying physics
我们调查的起源的密度耗尽和增强的密度波动,发生在附近的一个扩展的疏水性溶质的水。我们认为,这两种现象是残留的临界干燥表面相变,发生在液-汽共存的宏观平面极限,即。作为溶质半径$R_s\to\infty$。专注于密度剖面$ρ(r)$和一个敏感的空间测量波动,局部压缩性剖面$χ(r)$,我们开发了一个标度理论,它表示的程度的密度耗尽和增强的压缩性方面的$R_s$,溶质-水的吸引力的强度$\varepsilon_s$,和偏离液-汽共存$δμ$。测试的预测对经典的密度泛函理论的一个简单的溶剂和大正则蒙特卡罗模拟的流行的水模型的结果,我们发现,该理论提供了一个坚实的物理基础,了解水的行为在疏水。
2022-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work fluctuations in a nematic liquid crystal
用灵敏的偏振干涉仪测量了液晶指向矢的取向涨落,测量结果接近于由电场驱动的二阶Fréedericksz跃迁。使用平均场论,我们定义了注入系统的电场的变化,我们校准它使用涨落耗散定理。我们证明了工作涨落满足瞬态涨落定理。给出了这一结果的分析依据。最后讨论了在非平衡情况下的一些问题。
2008-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Topological Fluctuations in Glass-Forming Liquids
所有的液体都是拓扑无序的材料;然而,无序的程度可以因结构和拓扑的内部波动而变化。这些波动取决于系统的组成和温度。大多数先前的工作已经考虑了液体或玻璃性质的平均值,例如每个原子的拓扑自由度的平均数;然而,性质的局部波动也在控制任何玻璃形成系统的宏观特征中起着关键作用。将无序结构的统计力学与拓扑约束理论相结合,提出了一种通用的方法来模拟玻璃形成液体中的拓扑涨落。在这样做时,我们引入本地化的波动到网络中的拓扑自由度的计算的贡献。用这种方法,无序网络中的全部性质分布可以计算为组成、温度和热历史(对于非平衡玻璃态)的任意函数。目前调查的范围集中在描述液体的拓扑波动,集中在成分和温度的影响。
2018-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Gaussian statistics of concentration fluctuations in free liquid diffusion
Sapienza University of Rome(罗马智慧大学);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
研究揭示自由液扩散中浓度波动的非高斯特性,通过非线性流体动力学分析与模拟,发现其不遵循中心极限定理,挑战传统扩散理论预测。
2025-09-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Generalized Fluctuation-Dissipation Relation and Effective Temperature upon Heating a Deeply Supercooled Liquid
我们表明,一个广义的波动耗散关系适用于瞬间增加的温度的深度过冷液体。这与冷却液体时发现的关系具有相同的两步形状,但具有相反的违反,表明有效温度低于浴温。我们表明,有效温度表现出一定的时间依赖性,它保留了它的连接与分区相空间访问老化。我们强调我们的数值计算结果的实验研究的波动耗散关系在玻璃系统中的潜在相关性。
2012-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extension of the Fluctuation-Dissipation theorem to the physical aging of a model glass-forming liquid
我们提出的证据有利于治疗的可能性的平衡过冷简单的液体作为一个系统中的准平衡。两个不同的温度,一个由外部浴控制,一个由系统内部选择,表征准平衡态。内部温度的值在固有结构热力学形式体系内被明确地计算。我们发现,内部温度控制的外部扰动的响应和长时间的液体中的波动衰减之间的关系。
2000-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-wavelength fluctuations and anomalous dynamics in two-dimensional liquids
在有限温度下的二维系统中,长波长的Mermin-Wagner涨落阻止了平移长程序的存在。它们的动力学特征,即振动振幅随系统尺寸的发散,也会影响无序固体,并洗掉冷却到熔点以下的液体通常表现出的瞬态固体响应。通过结合数值和实验研究,在这里,我们表明,长波长的波动在高温下也是相关的,在那里的液体动力学并没有揭示一个瞬态固体样的响应。在这种情况下,它们诱导长时间扩散系数$D$和结构弛豫时间$τ$之间不寻常但普遍存在的解耦,其中$D\propto τ^{-κ}$与$κ> 1$。只有在极高的温度下,在分子液体中,或在极低的密度下,在胶体系统中,长波长波动对弛豫动力学的影响可以忽略不计。
2019-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium fluctuation-induced Casimir pressures in liquid mixtures
本文导出了液体混合物中由非平衡浓度涨落引起的类Casimir压力的表达式。然后将结果应用于液体混合物,其中浓度梯度通过Soret效应由温度梯度产生。比较了混合液中非平衡浓度波动引起的压力与单组分流体中非平衡温度波动引起的压力。对实验验证程序也提出了一些建议。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Experimental studies of the transient fluctuation theorem using liquid crystals
根据热力学第二定律,在热力学过程中,熵的耗散或产生只能为正或为零。然而,热力学热力学定律在热力学极限下适用于大系统。最近,一个波动定理被称为瞬态波动定理(TFT),它推广了热力学第二定律,即使是小系统已经提出。这个定理已经在小系统中得到了验证,例如光阱中的胶体粒子。我们报告的第一次类似的实验研究TFT在空间扩展系统中使用液晶。
2008-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First principles theory of fluctuations in vortex liquids and solids
本文发展了低温下磁场中第二类超导体中物理量的自洽微扰理论。它是对现有的高温膨胀有效的补充。磁化强度和比热计算到两个回路的顺序,并比较以及现有的蒙特卡罗模拟和实验。
1999-04-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Local Density Fluctuation Governs the Divergence of Viscosity underlying Elastic and Hydrodynamic Anomalies in a 2D Glass-Forming Liquid
如果液体迅速冷却形成玻璃,它的结构弛豫会延迟,粘度会急剧增加。在两个维度上,即使在低温下,也会存在强烈的长波长波动,这使得难以评估微观结构弛豫时间。这封信表明,在二维玻璃形成液体中,相邻颗粒之间的相对位移产生与粘度成比例增长的弛豫时间。除了热弹性振动,流体动力学的波动被发现影响的长波长的动态,在长时间的限制,产生一个grammically发散扩散。
2019-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interface height fluctuations and surface tension of driven liquids with time-dependent dynamics
相分离驱动液体中的界面是单粒子水平的能量输入如何改变非平衡系统的长尺度材料性质的一个例子。在这里,我们测量界面波动的模拟两种液体驱动的时间依赖性的力量,一个排斥相互作用和吸引力的相互作用。随时间变化的力导致沿界面的电流,这可以修改界面高度波动相对于毛细管波理论(CWT)的预测的缩放。因此,我们描述了整个波动谱,以确定CWT是否适用。在具有排斥相互作用的系统中,我们发现在驱动力的一个振幅下,CWT很好地描述了界面涨落,而在其他振幅下则不然。在具有吸引力相互作用的系统中,它们对所有驱动幅度都服从CWT,从而使我们能够提取有效的表面张力。表面张力在驱动力的两个数量级上线性增加,超过其平衡值的两倍。我们的研究结果显示了如何修改的界面的非平衡液体与时间相关的力量的能量输入。
2019-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy dissipation and fluctuations in a driven liquid
主动粒子和被驱动粒子的极小模型近来已被用来阐明非平衡系统的许多性质。然而,这些非平衡物质的结构和输运性质的变化与能量消耗之间的关系仍有待探索。我们探索这种关系的一个极小模型的驱动液体,解决到一个时间周期性的稳定状态。使用随机热力学和液态理论的概念,我们展示了如何通过各种非保守的、与时间相关的力对系统进行的工作-这量化了时间反演对称性的违反-修改了驱动液体的结构、传输和相变性质
2017-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inter-basin fluctuations in glass-forming liquids: short time and long time thermodynamic susceptibilities
从能盆和能盆间跳跃两个方面分析了玻璃形成剂中局部结构涨落的热力学效应。根据测量的时间尺度,人们观察到与一组狭窄的盆地相关的短时间热力学性质,或包括结构弛豫的平衡性质。盆地间的跳跃性表现为压力、内能等热力学短时特征的波动。建立了压力和内能的盆间波动与长、短时磁化率之差的关系式,并在此基础上讨论了构造对温度和压力的相对敏感性。
2002-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A crossover in spatio-temporal correlations of strain fluctuations in glass forming liquids
通过分子动力学模拟的一个通用的玻璃前在过冷和正常的液体状态,它表明,应变波动的空间相关性表现出一个交叉,从公认的幂律$\sim 1/r^3$ -衰减在长波长的指数行为,$\sim \exp(-r/l_{\text {c}})$在中间距离。指数衰减的特征长度通过$l_{\text {c}}^2 \propto D(T)\, t$随温度和时间增长,其中$D(T)$是温度依赖的扩散系数。这表明,幂律和指数衰减之间的交叉是由扩散过程。
2019-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear Melting at the Crystal-Liquid Interface: Erosion and the Asymmetric Suppression of Interface Fluctuations
平面晶体-熔体界面上施加的剪切的影响建模的非线性随机偏微分方程的界面波动。该理论的一个特点是界面波动的不对称破坏,由于对流的晶体突起的液体侧的界面上的唯一。我们表明,该模型是能够定性地重现在模拟中发现的非平衡共存线。剪切对球形团簇的影响也得到了解决。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium concentration fluctuations in binary liquids with realistic boundary conditions
由于热非平衡系统中自发涨落的空间长程性质,它们受涨落流体力学变量的边界条件的影响。在本文中,我们考虑的液体混合物之间的两个刚性和不透水的平板与一个固定的浓度梯度,通过Soret效应的温度梯度。对于具有大的路易斯数的液体混合物,我们能够获得显式的解析表达式的非平衡浓度波动的强度作为波动的频率$ω$和波数$q$的函数。此外,我们阐明了非平衡Casimir效应的非平衡波动的强度的空间依赖性。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Statistics of small length scale density fluctuations in supercooled viscous liquids
许多成功的接近熔化温度的液体理论假设小的长度尺度密度波动遵循高斯统计。在本文中,我提出了在过冷粘性制度使用增强采样方法的波动的数值研究。我目前的结果为单组分Lennard-Jones液体,Kob-Andersen二元混合物,Wahnström二元混合物,Lewis-Wahnström模型的邻三联苯和水的TIP 4P/冰模型。结果表明,高斯近似在过冷粘性区仍有很好的适用性,但在低温区精度较低。我把非高斯涨落与晶体结构联系起来。玻璃化转变理论的影响进行了讨论。
2018-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Non-equilibrium Casimir-like Forces in Liquid Mixtures
在这封信中,我们考虑一个液体混合物之间的两个热传导壁受到一个固定的温度梯度。在单组分液体中,非平衡波动力仅出现在液体层内部,而在混合物中的非平衡波动在壁上引起Casimir样力。物理原因是温度梯度通过Soret效应引起大的浓度波动。与温度波动不同,非平衡浓度波动也存在于理想导热壁附近。波动引起的Casimir力的大小与Soret系数的平方成正比,并且与混合的热量和体积的浓度依赖性有关。
2015-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Universal Fluctuations of Growing Interfaces: Evidence in Turbulent Liquid Crystals
本文研究了双液晶电对流中拓扑缺陷湍流的生长界面。界面表现出自仿射粗糙化,其特征在于在1+1维的Kardar-Parisi-Zhang理论的空间和时间标度律。此外,我们还揭示了界面涨落的分布和两点关联是由随机矩阵的最大特征值决定的普适分布。这提供了定量的实验证据的普遍性规定的详细信息的标度不变的波动。
2010-06-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Equilibrium and non-equilibrium fluctuations in a glass-forming liquid
玻璃形成液体在其玻璃化转变附近显示出强烈的波动-动力学不均匀性。通过数值模拟一个二元Weeks-Chandler-Andersen液体和改变温度和时间尺度,我们调查的概率分布的两种局部波动的非平衡(老化)制度和平衡制度,并发现他们是非常相似的两个制度和跨温度。我们还观察到,当适当地重新缩放,集成的动态磁化率是非常弱的依赖于温度和非常相似的两个制度。
2008-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Classical and quantum liquids induced by quantum fluctuations
几何阻挫的相互作用可以使经典基态宏观退化。然而,经典液体和量子液体之间的联系以及简并性如何受到量子涨落的影响还不太清楚。我们研究了一个简单的模型耦合量子和经典自由度,所谓的Falicov-Kimball模型,在三角形晶格和远离半填充。对于弱相互作用相图的特点是电荷无序状态下降到零温度。我们提供了令人信服的证据,这一阶段是一种液体,并表明它是由一个交叉线,终止于量子临界点。我们的研究结果提供了一个新的有利位置,以解决量子液体如何从经典对应物中出现。
2019-05-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Transition in fluctuation behaviour of normal liquids under high pressures
以α,ω-二溴代烷烃为例,探讨了密度涨落和等压膨胀系数的逆行为.两种不同的状态揭示远离临界点:共存曲线附近的指数衰减波动的区域和状态下足够高的压力下的较长的相关性。等压膨胀系数等温线的交叉发生在上述转变的PVT范围内。我们讨论了这种交叉的相互作用与分子堆积结构的变化与分析功能的密度,这代表了反向减少体积波动。
2016-02-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Capillary Fluctuations and Film-Height-Dependent Surface Tension of an Adsorbed Liquid Film
我们对吸附液体的结构和动力学的理解在很大程度上依赖于毛细波哈密顿量,但这个模型仍然缺乏彻底的测试。在这里,我们研究了具有短程力的液体薄膜吸附在固体上表现出范德华相互作用的毛细波波动。我们表明,第一次测得的毛细管波频谱上面的一阶润湿过渡提供了一个界面势与热力学积分的独立计算一致。然而,表面张力表现出一个振荡膜厚的依赖性,揭示了迄今为止未被注意到的毛细波加宽机制超越单纯的界面位移。
2013-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph