重力作用下的软排斥混合物：巴西果效应、耗尽气泡、边界分层、非平衡振荡

通过计算机模拟和理论，研究了在重力作用下由长程排斥力相互作用的二元混合物。排斥性更强的A粒子在其周围产生一个排斥性较弱的B粒子的耗尽区，类似于一个气泡。将阿基米德原理有效地应用于这个气泡，A粒子可以在B粒子的流体背景中上升。这种“耗尽气泡”机制解释并预测了巴西果效应，即较重的A粒子漂浮在较轻的B粒子之上。它还意味着A粒子对硬容器底壁的有效吸引，这导致了A粒子的边界分层。此外，我们研究了重力的周期性反转，导致混合物在狭缝几何中持续相互渗透。在时间依赖重力的非平衡情况下，边界分层仍然存在。我们的结果基于二维二元胶体排斥偶极子混合物的计算机模拟和密度泛函理论。预测的效应也出现在其他长程排斥相互作用和三维空间中。因此，这些效应可以在偶极或带电胶体混合物以及带电颗粒和尘埃等离子体的沉降实验中得到验证。