颗粒化流体中重粒子无平衡相变

证明了在颗粒化流体中，对于重 impurity 粒子的均匀冷却态 (HCS) 支持两种不同的相。序参量 $\phi$ 为 impurity 粒子相对于流体粒子的均方速度，控制参数 $\xi$ 为流体冷却率相对于 impurity 碰撞率。当 $\xi<1$ 时，存在一种“正常”相，其中 $\phi$ 按照流体/impurity 质量比例扩展，类似于弹性碰撞系统的行为。当 $\xi>1$ 时，出现一种“有序”相，其中 $\phi$ 即使在质量比趋于零的情况下仍为有限值，表现为能量均分裂的极端违反。该现象可描述为第二阶相变的范德瓦尔德自由能。对 HCS 引发的动力学进行了详细研究，使用渐近分析方法对 Enskog-Lorentz 动力学方程在每个相以及临界域附近进行分析，观察到在临界点处出现临界减缓，呈现松弛时间发散。确定了各相中的平稳速度分布，显示从正常相中的 Maxwellian 分布到有序相中关于非零 $\phi$ 的尖锐峰值的指数四次速度分布之间的横断度。证明了正常相中的扩散系数在临界点处发散，并在有序相中保持发散状态。将其解释为从扩散动力学向球形动力学的相变。