热涨落球形壳的屈曲:参数重正化与热激活势垒跨越
统计力学
2018-05-23 v1 软凝聚态物质
摘要
我们研究了热涨落对具有球形平衡形状的薄弹性胶囊屈曲行为的影响。热涨落通过两种机制影响屈曲失稳。一方面,由于不同波长法向位移模式之间的非谐耦合,热涨落可以重正化胶囊的弹性性质及其压强。这有效地降低了其临界屈曲压强[Kosmrlj and Nelson, Phys. Rev. X 7, 011002 (2017)]。另一方面,在低于经典屈曲压强的压强下,屈曲形状已在能量上更有利。然而在这些压强下,屈曲需要克服一个能量势垒,该势垒仅在临界屈曲压强处消失。在热涨落存在下,胶囊可在低于临界屈曲压强时通过热激活自发克服量级为热能的能量势垒。我们重新审视热涨落的参数重正化,并基于尺度依赖的重正化参数制定屈曲判据,以获得温度相关的临界屈曲压强。然后我们利用数值能量最小化和解析论证量化了低于临界屈曲压强时与压强相关的屈曲能量势垒。这使我们能通过热激活跨越该能量势垒得到温度相关的屈曲临界压强。最后,我们研究参数重正化与热激活的联合效应,通过在热激活中对能量势垒使用重正化参数,得到温度相关临界压强的最终结果,其显著低于仅考虑参数重正化或仅考虑热激活的结果。
引用
@article{arxiv.1805.01058,
title = {Buckling of thermally fluctuating spherical shells: Parameter renormalization and thermally activated barrier crossing},
author = {Lorenz Baumgarten and Jan Kierfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.01058},
year = {2018}
}