颗粒气体中自旋与速度的关联

在由粗糙颗粒组成的颗粒气体中，颗粒的自旋与其线速度相关联。我们发展了一种解析理论来解释这些关联，并将其预测与使用直接模拟蒙特卡罗和分子动力学的数值模拟进行了比较。结果表明，系统从任意初始状态弛豫到一个准稳态，该状态以与时间无关的有限的自旋和线速度关联为特征。我们系统地分析了这些关联在广泛的系统参数范围内的行为，包括切向和法向恢复系数以及颗粒的转动惯量。对于大多数参数值，旋转轴与线动量方向垂直，如同切开的网球；而平行取向，如同线膛子弹，仅出现在小范围参数内。光滑球体的极限是奇异的：任何任意小的粗糙度都不可避免地导致显著的平动-转动关联，而对于完全光滑的球体，转动自由度与气体动力学演化完全解耦。