Yukawa 双层膜的相图与临界性质

我们研究了具有 Yukawa 两两相互作用的质点粒子的基态 Wigner 双层，其受限在两个平行硬壁表面，无量纲距离为 $\eta$。该模型以非屏蔽库仑势和硬球为极限情形。由 Messina 和 Löwen [Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 146101] 数值研究的 Yukawa 粒子相图，在 $\eta$ 从 0 到中间值时呈现出五种不同的交错相。我们提出了一种使用广义 Misra 函数的格点求和法，使得我们能以远高于通常计算机模拟的精度计算各相的每个粒子能量。这使我们能处理相图的一些微小细节。从六方相 I 到相 II 的过渡被证明发生在 $\eta=0$，解决了长期争议。我们发现一个三相临界点，在此 Messina 和 Löwen 曾提出多个相的共存域，该共存域被认为将交错菱形相划分为两个独立区域。我们的计算揭示该菱形相存在一个带有极窄连接通道的连续区域。进一步，我们表明所有二级相变均为平均场类型。我们还推导了接近库仑和硬球极限处临界线的渐近形状。在硬球极限内及附近，当前各相的内部参数对 $\eta$ 的依赖被精确确定。