硬椭圆：状态方程、结构与自扩散

我们提出了一项针对硬椭圆的事件驱动分子动力学研究，并评估了纵横比和面积分数对其物理性质的影响。对于纵横比（k=1-9）和面积分数（phi=0.01-0.8）平面上的状态点，我们识别出三种不同的相，包括各向同性相、塑性相和向列相。展示了宽范围纵横比下的状态方程（EOS），并将其与各向同性态的缩放粒子理论（SPT）进行了比较。我们发现 SPT 能很好地描述硬椭圆各向同性相的 EOS。在固定的大 phi 值下，约化压力 p 在各向同性相和塑性相中均随 k 增加而增加，有趣的是，其在向列相中对 k 的依赖性相当弱。我们根据粒子运动解释了硬椭圆的热力学性质。研究表明，塑性晶体在纵横比高达 k=1.4 时形成，而稳定向列相的出现大约始于 k=3。通过分析键取向关联和角度关联，我们定量确定了各向同性 - 塑性（I-P）相变和各向同性 - 向列（I-N）相变的位置。正如预期的那样，I-P 相变点随 k 增加而增加，而较大的 k 导致发生 I-N 相变的面积分数较小。此外，我们的模拟有力地支持了硬椭圆中的二维向列相仅具有准长程取向有序。进一步探讨了硬椭圆的自扩散，并揭示了结构与自扩散之间的联系。我们讨论了我们的结果与硬椭圆玻璃化转变的相关性。最后，评估了硬椭圆的等扩散线结果，并讨论了空间维度对硬椭球粒子扩散动力学的影响。