均匀气液成核中的摩擦与记忆效应:定量速率计算探索
软凝聚态物质
2024-02-26 v1 统计力学
摘要
尽管在大过饱和度下存在来自无偏模拟研究的可靠结果,但气体到液体成核速率的第一性原理理论计算任务在很大程度上仍未完成。尽管约一个世纪前由Becker-Döring-Zeldovich(BDZ)提出的经典成核理论为一阶相变中的成核提供了优雅且广泛使用的图像,但该理论在准确预测速率方面存在困难,尤其是在气液成核的情况下。在这里,我们使用多序参量描述来构建计算成核速率所需的成核自由能面。采用多维非马尔可夫速率理论公式,该公式通过使用Grote-Hynes多维非马尔可夫处理推广了Langer著名的成核理论,以获得穿越势垒的速率。我们发现理论与通过直接无偏分子动力学模拟获得的速率吻合良好,后者在大过饱和度S下是可行的。该理论给出了实验上强烈的成核速率对过饱和度S的依赖性。有趣的是,我们发现势垒顶部的频率相关摩擦有强烈影响。这源于势垒面的多次再穿越。我们发现马尔可夫理论(如Langer公式)无法定量捕捉速率。此外,多维过渡态理论表达式表现不佳,揭示了摩擦的潜在作用。
引用
@article{arxiv.2402.15126,
title = {Friction and Memory Effects in Homogeneous Gas-Liquid Nucleation: Quest for Quantitative Rate Calculation},
author = {Subhajit Acharya and Biman Bagchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15126},
year = {2024}
}