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聚合物熔体中的非高斯统计:统计遮蔽持续的局部约束

软凝聚态物质 2026-05-26 v1 统计力学 生物物理

摘要

短聚合物链显示出明显的偏离高斯端到端距离统计,但导致长链恢复高斯行为的分子机制尚未阐明。聚乙烯熔体的原子分子动力学模拟揭示,构象异质性在 Kuhn 尺度上持续存在,包含慢放松的延伸对齐链段(ACS)和卷曲链段——随机构象序列(RCS)和链端(CE)。我们证明,端到端距离分布对无纠缠和纠缠链均可由 qq-高斯函数准确描述,其中熵指数 qq0.670.67(C50)逐渐增加到 0.990.99(C500)。该演变轨迹揭示了 RCS 片段的出现与累积,而短链中不存在 RCS 片段,将 qq 建立为量化的\emph{异质性指数}。q<1q < 1 的值是非广义统计的标志,塔氏熵与布尔格-贾比斯熵之比 (Sq/S1S_q/S_1),直接从模拟数据计算得出(无需拟合),从 1.801.80(C50)降至 1.031.03(C500)。关键的是,我们证明高斯恢复并非源于 Kuhn 尺度异质性的消除,ACS 域在质量大于临界值(约 35\%)的所有链长度中仍然存在。相反,向高斯统计的转变是统计遮蔽效应,独立 RCS 片段的累积逐渐遮蔽持续 ACS 域的非高斯特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.25989,
  title  = {Beyond Gaussian Statistics in Polymer Melts: Statistical Masking of Persistent Local Constraints},
  author = {José A. Martins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.25989},
  year   = {2026}
}

备注

submitted to the Journal of Chemical Physics