高能量密度核物质中的熵驱动与焓驱动相变
摘要
致密核物质中气液(GL)与夸克-强子(QH)相变(PT)的特征正与地面对应物（例如激波压缩氢、氮等中的所谓“plasma”相变）进行比较讨论。在广泛接受的温度-重子化学势平面上，GLPT 与 QHPT 常被认为相似，即可通过简单缩放进行一一映射。本文认为这种印象是虚幻的，GLPT 与 QHPT 属于不同类别：GLPT 是典型的焓驱动相变(enthalpic PT)（类范德瓦尔斯），而 QHPT（“退禁闭驱动”）是典型的熵驱动相变(entropic PT)。将一级流体-流体相变划分为焓驱动与熵驱动子类的提议此前已提出[arXiv:1403.8053]。焓驱动与熵驱动相变的性质差异显著。熵驱动相变总是更一般且扩展的热力学异常——即具有（通常为正的）热力学势二阶导数的异常（负）号集合——的内部部分。其中三个最为重要：Gruneizen 系数、热膨胀系数与热压力系数。这些导数的负号导致许多等号线（如等温线、等熵线、冲击绝热线等）在 P-V 平面上的标准行为与相对顺序遭到破坏。与常规焓驱动（类 VdW）相变相比，熵驱动相变在其两相区内稳定与亚稳区域的拓扑更为复杂。特别地，在熵驱动相变情况下，出现了由新的附加自旋线(spinodal)界定的新附加亚稳区域。熵驱动相变及伴随的异常热力学区域的所有特征均有透明的几何解释——作为压力-体积函数的温度、熵与内能热力学面的多层结构，例如 T(P,V)、S(P,V) 与 U(P,V)。
引用
@article{arxiv.1504.05850,
title = {Entropic and enthalpic phase transitions in high energy density nuclear matter},
author = {Igor Iosilevskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.05850},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 9 figures, 33 refs. Proc. of the Int. Conference "Compact Stars in the QCD Phase Diagram IV" (CSQCD-IV), Prerow, Germany, edited by D. Blaschke and T. Fischer, eConf C (2015), http://www.ift.uni.wroc.pl/~csqcdiv. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1403.8053. Equation 17 and figure 9(c) were corrected in present version