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软核心介质中奇异轨迹的自扩散异常

统计力学 2024-11-26 v1 生物物理

摘要

奇异扩散系统以破坏时间反演和/或奇偶性对称性为特征,最近的研究表明其显示出诸如稀薄极限下相互作用增强动力学等反直觉特征。本文我们延续了对嵌入软高斯核心介质 (GCM) 中的奇异轨迹高密度极限的考察,使用基于 Dean-Kawasaki 方程的场论方法。我们的理论揭示了即使在密集系统中,相互作用也能增强奇异轨迹的动力学。我们证明,奇偶性导致 GCM 的自扩散 (DsD_\mathrm{s}) 异常完全反转。 ordinarily,DsD_\mathrm{s} 呈非单调趋势,随着密度增加而逼近但保持在相互作用自由扩散 D0D_0 之下 (Ds<D0D_\mathrm{s} < D_0),以至于在高密度时 DsD0D_\mathrm{s} \uparrow D_0。相反,对于奇异轨迹,自扩散被增强 (Ds>D0D_\mathrm{s}> D_0),GCM 异常被反转,显示 DsD0D_\mathrm{s} \downarrow D_0 在高密度时。奇偶性导致标准和反转 GCM 异常之间的转变,其临界奇偶性值使得轨迹在所有密度下均以自由粒子方式扩散 (DsD0D_\mathrm{s} \approx D_0)。我们通过 Brownian 动力学模拟验证了理论预测,两者之间存在良好一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.15552,
  title  = {Self-diffusion anomalies of an odd tracer in soft-core media},
  author = {Pietro Luigi Muzzeddu and Erik Kalz and Andrea Gambassi and Abhinav Sharma and Ralf Metzler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15552},
  year   = {2024}
}

备注

26 pages, 3 figures, IOPLaTeX