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弹道湮灭动力学:离散速度分布情形

凝聚态物理 2009-10-22 v1

摘要

研究了粒子速度分布为离散情形下,具有弹道运动的湮灭过程 A+A0A+A\to 0 的动力学。这种离散性是许多有趣现象的根源。在平均场极限下,对于许多初始条件,不同速度种类的粒子密度随时间以不同的幂律速率衰减。对于包含速度为 0 和 ±1\pm 1 粒子的一维对称系统,存在一个特定的初始状态,使得所有三种粒子的浓度均以 t2/3t^{-2/3} 的规律衰减。对于对称的 ++- 粒子背景中的快速“杂质”情形,杂质存活概率按 exp(const.×ln2t)\exp(-{\rm const.}\times \ln^2t) 衰减。在包含速度为 ±v1\pm v_1±v2\pm v_2 粒子的对称四速度系统中,同样存在一个特殊的初始条件,使得两种粒子以相同的速率 t\at^{-\a} 衰减,其中 \a0.72\a\cong 0.72。我们引入了高效的算法来执行大规模模拟,以清晰地观察这些不寻常的现象。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/9412072,
  title  = {Ballistic Annihilation Kinetics: The Case of Discrete Velocity Distributions},
  author = {P. L. Krapivsky and S. Redner and F. Leyvraz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9412072},
  year   = {2009}
}

备注

18 text pages, macro file included, hardcopy of 9 figures available by email request to SR