强耦作极限下相同电荷宏离子间的相互作用

在多价反离子存在或低温条件下，相同电荷的宏离子会因强电静力学相关性而相互吸引。我们利用最近提出的强耦作理论（该理论在大耦作参数极限下（即高反离子价值、低温或宏离子表面电荷密度）变得渐近精确）研究了 i) 两根相同电荷的棒状离子间 ii) 两颗相同电荷的球状离子间的有效电静力学相互作用。由于涉及曲面，本文引入了称为曼德林参数的额外参数，其衡量曲率半径与 Gouy-Chapman 长度之比，控制反离子浓缩过程，直接影响有效相互作用。对于足够大的曼德林参数（弱曲面），我们发现两块宏离子之间存在强而长程的吸引力，形成接近打包的结合态，表面间距约为反离子直径，与最近的模拟结果一致。对于小曼德林参数（高度曲面），平衡分离距离增加，宏离子随着约束体积趋于无穷大而解耦。这一过程通过两根带电棒在曼德林参数阈值为 2/3 处的连续普适解耦过渡实现，而球状离子则因在中间距离处显著的势垒而出现离散过渡。