通过有效成对相互作用实现具有目标谱函数的超均匀与非超均匀粒子构型
统计力学
2020-04-07 v1 数学物理
math.MP
计算物理
摘要
识别与成对关联函数 或其对应结构因子 的目标函数形式相关的可实现多体构型，具有重大的基础与实际意义。本文的一个主要目标是拓展我们对可由经典无序粒子构型集合实现的成对关联函数或结构因子类别的理论认知。我们首先引入一种理论形式体系，其提供了从具备某些加性成对势的正则系综中抽取经典粒子构型的手段，这些势可对应于结构因子的目标解析函数形式。该表述使我们能够设计一种改进算法，以系统性地构造具有此类目标成对统计的正则系综粒子构型。我们通过针对若干跨维度的已知可实现结构因子，以及一个已知非平凡不可实现的超均匀目标来测试该算法。随后，我们还针对若干满足已知必要性可实现条件但此前未知是否可实现的 structure-factor 函数族进行目标化。此外，我们也探索了不寻常的非超均匀目标，包括“浅表面”与“反超均匀”实例。在所有这些情形中，目标结构因子均以高精度达成，表明它们确实可由正温度下具成对相互作用的平衡构型实现。我们的发现引出一个猜想：任何对应于平移不变平衡或非平衡系统的可实现结构因子，都可通过仅涉及有效成对相互作用的平衡系综获得。
引用
@article{arxiv.2004.02378,
title = {Realizable hyperuniform and nonhyperuniform particle configurations with targeted spectral functions via effective pair interactions},
author = {Ge Zhang and Salvatore Torquato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.02378},
year = {2020}
}