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基于密度泛函理论的晶格气体中的液滴凝聚

统计力学 2021-09-29 v1 软凝聚态物质

摘要

将源自基本度量理论的晶格气体(伊辛模型)密度泛函应用于三维有限系统中的液滴态问题。与先前的模拟研究类似,随着系统中平均密度 ρˉ\bar\rho 的增加,观察到液滴依次转变为圆柱和平面 slab 的状态。由于晶格的离散性,在远离临界温度降低温度时,化学势 μ(ρˉ)\mu(\bar\rho) 的状态曲线中出现了额外效应(在 slab 部分 μ(ρˉ)\mu(\bar\rho) 的振荡、在圆柱部分 μ(ρˉ)\mu(\bar\rho) 的尖刺状起伏,以及液滴区域中张力面半径 RsR_s 的波动行为)。圆柱和液滴区域中的这种行为与液体圆柱和液滴表面被冲淡的层状转变有关。对表面张力 γ(Rs)\gamma(R_s) 的大半径行为分析给出了主导贡献 1/Rs2\propto 1/R_s^2,尽管 γ(Rs)\gamma(R_s) 与半径依赖的 Tolman 长度渐近行为的一致性似乎暗示了 γ(Rs)\gamma(R_s) 中存在弱对数贡献 lnRs/Rs2\propto \ln R_s/R_s^2。该对数项的系数小于用场论方法导出的一个普适值。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.08604,
  title  = {Droplet condensation in the lattice gas with density functional theory},
  author = {Manuel Maeritz and Martin Oettel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08604},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 8 figures, to be published in Phys. Rev. E