二阶颗粒固 - 液类相变的普适性与临界性

我们在实验上研究了振动颗粒物质中发生的非平衡固 - 液类相变的临界性质。临界动力学的特征在于密度场与键取向序参量 $Q_4$ 的耦合，后者衡量局部结晶的程度。我们比较了两种装置，由于改变了能量耗散参数，这两种装置在不同的临界加速度下呈现相变。在两种装置中，测量了与 $Q_4$ 不同性质相关的五个独立临界指数：关联长度、弛豫时间、消失波数极限（静态磁化率）、对关联函数的流体力学区域以及序参量的振幅。相应的临界指数在两种装置中一致，分别为 $\nu_{\perp} = 1$，$\nu_{\parallel} = 2$，$\gamma = 1$，$\eta \approx 0.6 - 0.67$ 和 $\beta=1/2$，而动力学临界指数为 $z = \nu_{\parallel}/\nu_{\perp} = 2$。五个指数的一致性是对相变普适性的严格检验。因此，虽然耗散对于形成晶体是绝对必要的，但系统走向相分离的路径属于一个定义明确的普适类。事实上，局部序表现出临界性质，而密度则没有。由于后者是守恒的，耦合两者的适当模型是 Hohenberg 和 Halperin 分类中的 Model C。如果我们假设 $\alpha$（平衡态中与比热发散相关但在此非平衡实验中无对应量的指数）为零，则测得的指数与 Model C 的非平衡扩展相符。