外磁场下HMF模型的热力学
统计力学
2015-05-20 v1
摘要
我们研究了在扮演“外磁场”角色的外部势场下的哈密顿平均场(HMF)模型的热力学。如果只考虑完全稳定态，该系统不会呈现任何相变。然而，如果考虑亚稳态（针对一类受限的扰动），我们会发现非常丰富的现象学。特别地，该系统在微正则系综中显示出一个负比热区域，在该区域中温度随能量增加而降低。这导致了系综不等价性以及类似于自引力系统的“引力热灾难”和“等温坍缩”的零级相变。在当前情况下，它们对应于系统从“反排列”相（磁化方向与磁场相反）到“排列”相（磁化方向与磁场相同）的重组。我们还发现，在微正则系综中磁化率可能为负，因此磁化强度随磁场增加而降低。磁化曲线可以根据能量或温度的值呈现各种形状。我们描述了涉及正磁化率或负磁化率的迟滞循环。我们还表明，该模型在固定能量下表现出磁化强度的间隙，导致遍历性破缺。
引用
@article{arxiv.1011.2393,
title = {Thermodynamics of the HMF model with a magnetic field},
author = {Pierre-Henri Chavanis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.2393},
year = {2015}
}