违背牛顿第三定律的相共存启示
软凝聚态物质
2023-05-30 v3 材料科学
统计力学
摘要
牛顿第三定律，即作用力等于反作用力，是经典力学的基础性表述。然而，在自然与生命系统中，处于非平衡环境的组分间该定律似乎常被违背。本文中，我们利用计算机模拟探究对一个简单模型系统打破微观相互作用互易性所带来的宏观相行为启示。我们考虑一种吸引粒子的二元混合物，并引入一个连续度量相互作用互易性被打破程度的参数。在互易极限下，各物种不可区分，系统相分离为密度不同但组成相同的区域。研究发现，增大非互易性驱使系统探索丰富的相态，包括具有强组成不对称性及三相共存的相。由这些力诱发的许多态，包括行进晶体与液体，并无平衡对应物。通过绘制该模型系统的完整相图并刻画这些独特相态，我们的发现为理解非互易性如何塑造生命系统结构，以及如何借此设计合成材料提供了具体路径。
引用
@article{arxiv.2212.03995,
title = {Phase Coexistence Implications of Violating Newton's Third Law},
author = {Yu-Jen Chiu and Ahmad K. Omar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03995},
year = {2023}
}