淬灭电荷无序与库仑相互作用

我们发展了一种一般形式体系，以研究淬灭固定电荷无序对单组分（仅含反离子）库仑流体中带电表面之间有效静电相互作用的影响。针对两个渐近且互补的案例明确推导了解析结果：i) 平均场或 Poisson-Boltzmann 极限（包含高斯涨落修正），适用于小静电耦合情况；ii) 强耦合极限，其中反离子介导的静电关联变得显著之大，例如在含高价反离子的系统中实现。在两个对置且具有相同平均表面电荷的理想可极化平面的特例中，我们发现无序的效应在平均场水平上为零，因此两板相互排斥。然而在强耦合极限下，电荷无序的效应在自由能中表现为可加性，并导致两表面间的长程吸引力增强。我们表明，随着无序强度升高（即平均表面电荷周围的均方偏差增大），表面间的平衡板间距减小并最终趋于零，表明存在由无序驱动的坍缩相变。