非平衡超均匀流体的液-气临界性质

在统计物理学中，液-气（LG）相变及其临界波动发散属于 Ising 宇宙类。非平衡效应是否会改变这种普遍行为仍是一个根本性未解决问题。本文证明，非平衡的超均匀（HU）流体在额外的中心质量守恒条件下， exhibit 不同的 LG 临界性质，超出 Ising 宇宙类。具体而言，我们考察由主动自旋器组成的二维 HU 流体，其中相分离由耗散碰撞驱动。惊人之处在于，在临界点处，二维 HU 流体显示出有限密度波动 $S(q)\sim q^{\eta}$，其中 $\eta=0$，而压缩性仍然发散。因此，临界点呈现出宁静却高度易受影响的特性，严重违反了常规的涨落-耗散关系。一致地，我们观察到在临界点处，短程配对关联函数与准长程响应函数共存。基于广义 Model B 和 renormalization 群分析，我们证明超均匀性将上临界维数 $d_c$ 从 $4$ 降至 $2$。此外，临界点表现出高斯密度波动和非发散能量波动。HU 流体经历非惯常的 spinodal 分解。上述异常的起源在于该系统的非平衡本质，其遵循广义涨落-耗散关系 $2\mathrm{Im}~ \chi(q,\omega) ={\omega }C(q,\omega)/{k_B T_{\text{eff}}(q)}$，其中有效温度 $T_{\rm eff}(q) \propto q^2$。这些发现确立了临界现象范式的一个显著例外，说明非平衡力量如何从根本上重塑宇宙类。