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三维驱动型粗粒子气体的通用老化动力学与标度定律

统计力学 2025-12-30 v1

摘要

我们通过大规模事件驱动分子动力学(N=500,000N=500{,}000)在三维均匀受热硬球粗粒子气体中建立了通用标度定律并量化了老化现象。我们报告了三项主要定量发现:(i) 特征能量衰减时间呈现普适反标度 τ0ϵ1.03±0.02\tau_0 \propto \epsilon^{-1.03 \pm 0.02},其中 ϵ=1e2\epsilon = 1 - e^2 为耗散参数。(ii) 稳态温度遵循精确的幂律 Tsteadyϵ1.51±0.03T_{\mathrm{steady}} \propto \epsilon^{-1.51 \pm 0.03},反映了恒温器加热与碰撞耗散之间的非线性平衡。(iii) 速度自相关函数 Aˉ(τw,τ)\bar{A}(\tau_w, \tau) 显示出显著的老化现象,衰减率 λ\lambda 遵循幂律减缓 λ(τw)τw0.82±0.05\lambda(\tau_w) \propto \tau_w^{-0.82 \pm 0.05}。这些结果为驱动型耗散气体的老化在三维中提供了首个定量基准,尽管在极端结构聚类情况下仍持有接近高斯统计。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.23625,
  title  = {Universal Aging Dynamics and Scaling Laws in Three-Dimensional Driven Granular Gases},
  author = {Rameez Farooq Shah and Syed Rashid Ahmad},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23625},
  year   = {2025}
}