三维立方晶格上硬棒系统的不同相

我们利用一种高效的团簇算法，研究了长度为 $k$ 的单分散硬棒在立方晶格上的不同相，该算法能够模拟接近完全填充极限的密度。对于 $k\leq 4$，系统在所有密度下均处于无序状态。对于 $k=5,6$，我们发现一个单一的密度驱动相变，从无序相转变为高密度层状无序相，在该相中，某一取向的硬棒密度被强烈抑制，使系统分裂为弱耦合的层。在每一层内，系统是无序的。对于 $k \geq 7$，数值上观察到三个密度驱动的相变：各向同性到向列相，再到层状向列相，最后到层状无序相。在层状向列相中，系统分裂成层，每一层内具有向列序，但不同层之间的有序方向关联非常弱。我们认为层状向列相是一种有限尺寸效应，在热力学极限下，向列相将具有更高的每格点熵。