负能量弹性的可解玩具模型

最近的实验已确定负能量弹性（即能量对弹性模量的负贡献）是聚合物凝胶的普遍性质。为了揭示这一现象的微观起源，Shirai和Sakumichi在有限尺寸计算中研究了一个立方晶格上的聚合物模型，其中考虑了溶剂的能量效应[Phys. Rev. Lett. 130, 148101 (2023)]。受此工作启发，我们通过考虑一个具有能量效应的一维随机游走，为研究聚合物链的弹性提供了一个简单的平台。该模型可以映射到经典伊辛链，从而在热力学或连续极限下得到自由能的精确形式。我们的解析结果与Shirai和Sakumichi的工作定性一致。我们的模型可作为研究负能量弹性的基本基准。