尘埃等离子体中的同构线与同构不变量
Abstract
对于位力和势能之间存在强关联性的物理系统, 在其热力学相图中除了常见的等温、等压、等容线外, 还存在所谓的同构线(isomorphs), 沿着此同构线, 系统的结构与动力学性质在约化单位下是近似不变的.本文利用Yukawa系统的有效耦合参数解析推导了二维和三维尘埃等离子体中的同构线,并发现其与基于Yukawa势的有效幂律指数解析推导的同构线在约化最近邻距离为常数时完全一致.通过实施的二维和三维Yukawa液体计算机模拟, 计算出的径向分布函数和方均位移有效验证了解析推导出的同构线.进一步地, 基于模拟数据和相关理论推导确定了二维和三维尘埃等离子体系统的二颗粒熵、瞬时横波声速、逾等容比热容等物理量均为同构不变量(isomorph invariants), 并且给出了相应的标度律.
