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基底上的活性 XY 模型:密度涨落与相排序

统计力学 2023-09-27 v5

摘要

我们探究了基底上活性 XY 模型的普适长波性质,该模型由近相序活性 XY 自旋集合与扩散的守恒物种接触构成,作为具有守恒律的活性自旋子的代表性系统。自旋在固体基底上响应局域密度涨落与局域相位差而主动旋转。我们通过所建立的基于智能体的模型的蒙特卡洛模拟并结合该系统的流体力学理论来研究此系统。我们证明该系统可在无任何流体力学相互作用的情况下实现相位同步。我们的数值与解析联合研究表明,该模型在稳定时展现出迄今未研究的标度行为:由于迁移率、主动旋转与粒子数守恒之间的相互作用,此类系统可在较宽模型参数范围内稳定,其特征是相位涨落与密度涨落之间的新颖对应。在相序系统稳定的相空间不同区域中,它展现出通常要么比其平衡极限中常规准长程有序(QLRO)对数更强、伴随“微小数涨落”,要么比 QLRO 对数更弱、伴随“巨大数涨落”的相排序,显示了有序态中相排序与密度涨落之间的新颖一一对应。有趣的是,这些标度指数被发现显式依赖于模型参数。我们进一步表明,在其他参数区间中不存在稳定的有序相。相反,发现了两类具有短程相序的无序态,以有限尺寸稳定团簇的存在或缺失为特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.03919,
  title  = {Active XY model on a substrate: Density fluctuations and phase ordering},
  author = {Astik Haldar and Apurba Sarkar and Swarnajit Chatterjee and Abhik Basu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03919},
  year   = {2023}
}

备注

58 pages, companion long paper of arXiv:2104.10982, supplemental movies available on request, To be appeared in Phys. Rev. E