铁磁流体动态磁响应的普适理论

铁磁流体属于一类重要的高功能性软物质，得益于其磁可控的物理性质。因此，定量预测铁磁流体的动态磁响应具有核心重要性。然而，传统的动态理论通常局限于近平衡区，和/或仅适用于单分散、足够稀薄且弱相互作用的近乎理想的铁磁流体。在本文中，我为典型的铁磁流体发展了一种自洽且非微扰的动力学平均场理论，这类流体通常是多分散、浓密且强相互作用的，并可能被驱动至远离平衡态。我获得了动态磁化率的一般非微扰表达式，在单分散和双分散样品上均与布朗动力学模拟得到的谱定量吻合。此外，我通过在非平衡统计力学中采用投影算符技术，推导了适用于单分散和多分散铁磁流体的普适磁化弛豫方程（MRE）。该MRE形式简单封闭，且独立于用以近似平衡磁化曲线的模型。现有模型可作为我的普适非微扰MRE的低阶近似被恢复。我的理论可在研究铁磁流体及其他极性流体动力学中发挥关键作用，也可能对各种铁磁流体应用产生重大且直接的影响。