平均场模型与钉扎系统中热力学及其与动力学关联：基于两种熵计算方法的比较研究
软凝聚态物质
2022-01-26 v1 无序系统与神经网络
统计力学
摘要
最近，我们中的一些作者开发了一种新颖的模型玻璃形成液体，其中每个液体粒子除与邻近粒子的常规相互作用外，还与伪邻近粒子有 k 个额外相互作用。对这些系统的结构与动力学分析表明，随着 k 增大，系统具有更多平均场性质。本文对上述模型在多个 k 值下的热力学及其与动力学的关联进行了广泛研究。我们惊讶地发现，计算熵的常规热力学积分(TI)方法对该模型给出了非物理结果。它预测在系统的集体与单粒子动力学均完全弛豫的状态点处构型熵消失。我们随后采用一种称为两相热力学(2PT)的新方法计算熵。我们发现随着 k 增大，用两种方法(2PT 与 TI)计算的熵之差增大。我们还发现在所研究温度范围内，通过 2PT 方法计算的熵满足弛豫时间与构型熵之间的 Adam-Gibbs (AG) 关系，而通过 TI 方法计算的熵则表现出对该关系的强烈违背。我们随后将 2PT 方法应用于另一系统，其中部分粒子被随机钉扎在其平衡位置。该系统也显示出早前报道的类似的 AG 关系失效。我们表明，通过 2PT 与 TI 方法计算的熵之差随钉扎密度增大而增大。我们还发现，当使用 2PT 方法计算熵时，动力学与熵之间的 AG 关系成立。
引用
@article{arxiv.2108.00617,
title = {Thermodynamics and its correlation with dynamics in a mean-field model and pinned systems: A comparative study using two different methods of entropy calculation},
author = {Ujjwal Kumar Nandi and Palak Patel and Mohd Moid and Manoj Kumar Nandi and Shiladitya Sengupta and Smarajit Karmakar and Prabal K Maiti and Chandan Dasgupta and Sarika Maitra Bhattacharyya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.00617},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 27 figures, 3 tables