螺旋几何中偶极粒子的经典晶体形成

我们研究了具有偶极 - 偶极相互作用的粒子在受限于一维螺旋几何运动且其偶极矩沿约束螺旋对称轴取向时的晶体形成。对于相对低的偶极子密度和适中的总粒子数，在很大的螺距半径比范围内，稳定的经典最低能量构型被发现为链状结构。经典简正模谱通过结构以及依赖于每转偶极子数量的离散简并度，支持了链状解释。更多的偶极子总数会导致团簇化，其中偶极子链彼此靠近。这意味着局部密度的变化以及两个长度尺度的出现：一个用于团簇尺寸，另一个用于沿螺旋的团簇间距离。从每转三个偶极子开始，这意味着打破初始周期性，形成一个由两条紧密相邻的链组成的团簇和一条远离该团簇的链。这是由链内相互作用与链外相互作用之间的竞争驱动的，或者 alternatively 由系统中的并排排斥和头尾吸引驱动。声速沿链传播。它虽然依赖于几何形状，但与链的数量无关。