二元液体混合物在连续相分离临界点附近的结构与动力学

本文通过结合半巨正则蒙特卡洛模拟和由图形处理器（GPU）加速的大规模分子动力学（MD）模拟，对五种接近其连续相分离临界点（属于所谓的模型 H' 动力学普适类）的二元 Lennard-Jones 液体混合物的静态和动态临界行为进行了计算研究。所考虑的对称二元液体混合物涵盖了多种密度、宽范围的压缩率以及不同粒子间的相互作用。本文研究的静态量包括体相图（包含双节线和 $\lambda$ 线）、关联长度、浓度极化率、有限尺寸系统在体相临界温度 $T_c$ 下的压缩率以及压强。对于集体输运性质，我们重点关注 Onsager 系数和剪切粘度。在混合相（$T_c$ 以上）中分析了这些量的临界幂律奇异性，并提取了非普适临界振幅。计算了两个普适振幅比。第一个仅涉及静态振幅，与三维 Ising 普适类的预期吻合良好。第二个比率还包括动力学临界振幅，并与互扩散常数的 Einstein--Kawasaki 关系相关。从 MD 模拟中难以获得该振幅比的精确估计，但在误差范围内，我们的结果与模型 H' 的理论预测和实验值相符。结果表明，在改变数密度或不同粒子间的排斥强度时，相分离临界点处的压强与等温压缩率呈反比关系。