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物质的两种液态:相图上的一条新动态线

统计力学 2015-05-27 v2 软凝聚态物质 流体动力学

摘要

人们普遍认为液体的超临界区域由单一状态(超临界流体)组成。另一方面,我们在此表明,该区域中的液体以两种定性不同的状态存在:“刚性”液体和“非刚性”液体。刚性到非刚性的转变对应于条件 τ ~ τ0,其中 τ 是液体弛豫时间,τ0 是横向准谐波的最小周期。这一条件在相图上定义了一条新的动态线,对应于液体在所有可用频率下剪切刚度的丧失,并因此导致许多重要液体性质的定性变化。我们从理论上以及在真实液体和模型液体中分析了这条动态线,并表明该转变对应于高频声波的消失、扩散和粘性流的定性变化、粒子热速度增加到声速的一半,以及恒容比热降低到每个粒子 2kB。与仅存在于临界点附近的 Widom 线相比,这条新的动态线是普适的:它在任意高压和高温下分隔两种液态,并且存在于完全没有液-气相变和临界点的系统中。

关键词

引用

@article{arxiv.1104.3414,
  title  = {Two liquid states of matter: A new dynamic line on a phase diagram},
  author = {V. V. Brazhkin and Yu. D. Fomin and A. G. Lyapin and V. N. Ryzhov and Kostya Trachenko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1104.3414},
  year   = {2015}
}

备注

21 pages, 8 figures