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J-GLOBAL ID：201702255293130122   整理番号：17A0050196

ステルシーな無秩序ハイパー均一2相システムの輸送,構造,およびトポロジー特性

Transport, geometrical, and topological properties of stealthy disordered hyperuniform two-phase systems

著者 (3件)： Zhang G. (Department of Chemistry, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, USA) ,  Stillinger F. H. (Department of Chemistry, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, USA) ,  Torquato S. (Department of Chemistry, Department of Physics, Princeton Institute for the Science and Technology of Materials, and Program in Applied and Computational Mathematics, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, USA)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 145  号： 24  ページ： 244109-244109-16  発行年： 2016年12月28日 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 無秩序ハイパー均一多粒子系は,結晶のように振る舞い,大規模な密度ゆらぎを抑制しながらも,Braggピークのない統計的に等方的な液体およびガラスに似ているので,最近,相当の注目を引き付けている。そのような系の1つの重要な分類は,“ステルシーな電位”の古典的な基底状態である。そのような基底状態の秩序度は調整パラメータχに依存している。以前の研究では,これらの基底状態点配置は非直観的に無秩序で,無限に縮重しており,新しい物理的特性(例えば,負の熱膨張挙動)が与えられ得ることが示されていた。本論文では,長距離秩序がなく短距離秩序の程度を制御する無秩序レジーム(0<χ<1/2)に注目した。これらのステルシー無秩序ハイパー均一点配置を,共通の半径aの重なりの可能性のある球をもつ各点を外接させることで2相媒体にマップし,“粒子”および“ボイド”相は,それぞれ,球に対して内部および外部空間とした。そのような2相媒体のハイパー均一性は球のサイズに依存する。その結果の2相媒体は,球が重ならなければハイパー均一性を維持するが,ここでは,球が重なるときには常にハイパー均一性を失うことを数値的に示した。ボイド相で拡散している点粒子の実効拡散係数および拡散律速反応に付随する静的および時間依存特性を含む,これらの系のある種の輸送特性を調べた。これらの実効輸送特性の他に,細孔サイズ関数,量子化誤差,秩序基準,および浸透閾値を含む複数の関連する構造特性も調べた。装飾されたステルシー基底状態から導いたこの2相媒体の輸送,構造,およびトポロジー特性は,平衡剛体球システムおよび空間的に相関しない重なり球のものとは明確に異なることを示した。短距離秩序の範囲が増大すると,ステルシー無秩序2相媒体は,広い体積分画の範囲にわたって,ほとんど最大の実効拡散係数を維持しながら,等方性も維持するので,容易な輸送が望まれる状況での実際的な応用が可能になる。浸透閾値および秩序基準は互いに正に相関しつつ,これら両方は量子化誤差とは負に相関している。高度に無秩序なレジーム(χ→0)では,ステルシー点粒子配置は弱く摂動を受けている理想気体である。しかしながら,拡散律速反応での反応物は,著者らの2相媒体中では,類似の秩序度の平衡剛体球システムよりもずっと速く減衰し,前者のシステムでは大きなホールの形成が強く抑制されることを示唆している。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *構造特性 ,  *位相幾何学 ,  *無秩序系 ,  *多粒子系 ,  密度 ,  規則度 ,  基底状態 ,  長範囲規則度 ,  短範囲規則度 ,  空洞 ,  拡散係数 ,  拡散律速反応 ,  時間依存性 ,  量子化誤差
準シソーラス用語： *輸送特性 ,  *トポロジー ,  密度ゆらぎ ,  Braggピーク ,  秩序度 ,  長距離秩序 ,  短距離秩序 ,  ボイド【空洞】 ,  サイズ依存性

分類 (1件)： ゆらぎ,ランダム過程,Brown運動,輸送過程の一般的理論  (BA08020B)

タイトルに関連する用語 (3件)： 無秩序 ,  輸送 ,  トポロジー