非平衡相变的临界标度理论及普适性

综述了作者近年来在非平衡相变临界（ Ｎ Ｐ Ｃ） 标度理论及普适性研究的进展。主要包括一般 Ｎ Ｐ Ｃ 系统规格化模型,局域序参量的概率分布,广义势的临界渐近形式,空时有关函数及其临界奇异行为。论证了 Ｎ Ｐ Ｃ 系统的临界可标度性,导出了一组普适的 Ｎ Ｐ Ｃ 标度关系,由之计算出的４ 种 Ｎ Ｐ Ｃ 普适类的临界指数与目前已知的实验及理论结果吻合得非常好。此外,还讨论了非平衡相变临界标度理论的普适性,将平衡相变临界标度理论作为一种特殊极限情况含于同一理论体系中。     

双球近似和速度空间的非平衡相变

本文在双球近似下,用边界层近似解法求解了磁化等离子体中的反应——扩散方程。结果表明,由扩散项的非线性正反馈同样能导致非平衡相变,而且环流器中的磁面可以不是等电位面。     

表面催化反应模型中关联噪声诱导非平衡相变

建立含有关联噪声的双分子-单分子(DM)表面催化反应延迟反馈模型,该模型能同时显示一级和二级非平衡动力学相变,即在一级和二级非平衡动力学相变之间的反应窗口展现.讨论双分子在DM延迟反馈模型中两种吸附机制,即局域和随机吸附模型.研究结果表明:1)外部噪声及两噪声关联性致使反应窗口的宽度收缩;2)内部噪声对非平衡动力学相变行为的影响依赖两噪声关联性,即当两噪声负关联,内部噪声致使反应窗口的宽度变宽;而当两噪声正关联时,内部噪声致使反应窗口的宽度收缩;3)关联噪声致使反应窗口变化对DM模型中一级和二级非平衡动力学相变研究具有重要的科学意义.     

用细胞自动机方法构造非平衡相变模型

阐述了一旦给定细胞自动机方法的法则,将如何构造实际问题的物理学模型的方法。并用此法构造出非平衡相变模型。同时对类平均场近似方法进行了讨论,并将其预言与非平衡相变模型的精确的数值结果进行了比较。 关键词：     

Ising自旋体系的非平衡动态相变

在平均场理论架构下, 以含时金兹堡-朗道和Glauber动力学这两类动态模型为基础，研究 了受外场和温度共同驱动的Ising自旋体系的非平衡动态相变.确定了界定动态无序(动态顺 磁相P)和动态有序(动态铁磁相F)转变的动态相界.并根据动态序参量Q和Binder参数U随系统 温度t(r₀)、驱动外场频率ω和振幅h₀的变化规律，就上述两类模 型的动态相界上是否存在区分连续动态转变和非连续动态转变的三临界点这一引发争议的问 题做出了进一步分析说明. 关键词： Ising自旋体系 非平衡动态相变 含时金兹堡-朗道模型 Glauber 动力学模型     

热解碳化学气相沉积中的多重定态和非平衡相变的研究

讨论在热解碳化学气相沉积过程中出现的多重定态和非平衡相变这一典型的非平衡物理现象的机理和发展趋势.通过理论分析和实验结果的分析发现热解碳化学气相沉积的化学反应是一个典型的非平衡化学反应,其中在沉积过程中出现的生成碳黑的过程是一个典型的非平衡相变.在这一非平衡化学反应中,自由基的反应模型符合Schlogl模型.在这一非平衡化学反应中,有线性区和非线性区,线性区的产物是热解碳,而非线性区是碳黑.在线性区,反应速率方程是唯一的、线性的,而在非线性区,反应速率方程是多重的、非线性的. 关键词： 非平衡化学反应 非平衡相变 化学气相沉积 Schlogl模型 热解碳     

动态外场作用下Ising自旋体系的非平衡动态相变

系统地考察了Ising自旋体系的动力学方程对三种不同性质的驱动外场（正弦波 、方波和锯齿波）的动态响应及其相应的非平衡动态相变特征.在正弦波和方波的驱动场 作用下，体系存在分别对应于低温对称破缺的铁磁有序态和高温对称顺磁无序态的动态非平衡转变，相应的动态转变相界上存在区分连续转变和非连续转变的三临界点；而锯齿波驱动 场情形下体系始终维持对称性破缺的有序态.体系动态转变表现出的上述差异与作用外场的驱动特征有关.确定了表征相应动态相变相界的临界驱动外场振幅h0C和频率 ωc、体系的温度tc, 并给予了分析讨论 关键词： Ising自旋体系 非平衡动态相变 对称性 平均场     

PNJL模型下手征相变的临界指数

在PNJL模型下研究了临界点和旋节线边界上的临界指数。计算表明四个标准的临界指数$\alpha,\,\beta,\,\gamma,\,\delta$在 平均场近似下与朗道-金斯堡理论的预言一致。重子数涨落分布峰态的临界指数$\eta(\approx2)$大于偏态的 临界指数$\zeta(\approx1)$,这表明,如果在重离子碰撞实验中可以达到临界区域,峰态的测量比偏态的测量更加敏感。计算结果还表明,偏态(峰态)在旋节线边界上的临界指数与在临界点的临界指数具有相同的发散强度。根据重子数在不稳定相和亚稳相的剧烈涨落及峰态和偏态在旋节线边界上发散的特点,在将来的实验中用于鉴别一阶相变的信号在一定程度上会被干扰,一些偏离标准一阶相变的信号或许会在观测中发现。     

随机多孔介质逾渗模型渗透率的临界标度性质

研究了一类非零键渗透率满足均匀分布的随机多孔介质逾渗模型-数值计算了该模型系统渗透率在临界点处的标度指数-结果表明该指数并不能看作是普适常数,而与均匀分布的参数有关-这意味着即使非零键渗透率值的概率密度函数满足负一阶矩存在条件,系统渗透率在逾渗临界点处的标度指数仍然依赖于分布函数的具体参数,并不是常数-这一数值结果与Sahimi对此问题的结论不同- 关键词： 逾渗 随机多孔介质 标度指数 渗透率     

两相流中非平衡相变与平衡相变比定压热容差异的研究

本文以空气-水蒸气-水组成的两相流混合物为例,应用两相流及热物理理论,推导了有相变的两相流系统非平衡过程的比定压热容计算式,并对实际的空气-水蒸气-水两相流动的换热过程进行了数值模拟.计算结果揭示了比定压热容的变化明显受到水颗粒相变过程的影响,颗粒的半径越小,比定压热容变化越大.同时,平衡相变过程比定压热容计算的流体温度要高于非平衡相变过程,两者的差异随着颗粒蒸发过程的进行而逐渐增大,且靠近轴线的差异要比靠近壁面处的差异大,颗粒半径越小,两者的差异越小.     

CRITICAL SCALING THEORY OF GENERALIZED PHASE TRANSITION AND ITS UNIVERSALITY

Generalized phase transition (GPT) refers to the transition process of material systems from one steady-state to another. It includes equilibrium phase transition (EPT) and nonequilibrium phase transition (NPT), and phase transitions intermediate between them. In this paper some results on the study of critical scaling relations of the NPT and EPT are obtained. We developed the critical scaling theory of EPT and advanced a universal critical scaling theory of GPT. The critical scaling relations(scaling laws) has more niversality. The critical exponents calculated from our theory are identical with the results of experiments and other theories about EPT and NPT systems. Because the basic model of the theory does not depend on the concrete material system, it has a certain unversality. Its results thus can be applied to generlized phase transition systems, such as the electrorheological fluid and magnetorheological fluid systems.     

共形场论和相变

本文讨论了共形对称性,量子共形对称理论以及相变现象。讨论了二维共形场论中最基本的自由玻色场和费米场,也介绍了玻色化、高斯泛函、ＳＧ模型及其简单应用     

量子相变和量子临界现象

本文综述凝聚态物理学中的量子相变和量子临界现象,首先考察了相变中存在量子效应的可能性,通过横磁场Ising模型介绍了量子相变的基本特征;接下来对照热临界现象,引入了量子标度和量子重正化的基本概念和操作方式;然后利用量子临界现象的方案,分析了密度驱动、无序驱动和关联驱动的金属-绝缘体相变;继续利用量子临界性的概念探讨如重电子化合物、铜氧化物和巡游铁磁体这类复杂的相互作用多粒子系统;最后选择量子点、碳纳米管和单层石墨为例,介绍了量子临界性在低维和纳米系统研究中的作用.     

冲击波温度和压力对二氧化钛相变的影响

 介绍了一种简便易行的降低疏松固体物质冲击波温度的方法，其要点是用液体石蜡充填样品的空隙。以用粉末锐钛矿压装成型的样品为例，对比了不充填和充填液态石蜡时冲击波作用的结果。在同样的冲击加载条件下（均为钢飞片，撞击速度为3.16 km/s），估算两种样品中达到的压力分别为36.3 GPa和46.8 GPa，平均温度分别约为4.7×10³ ℃和2.0×10³ ℃，即：充填液态石蜡的样品中压力增加了约10 GPa，但平均温度降低了近3×10³ ℃。对冲击后回收样品的分析结果表明，不充填石蜡样品的主要产物为金红石，即冲击波产生的高温起了主要作用。而充填液态石蜡时，主要生成β-TiO₂高压相，即高压起了主要作用。     

CdTe的状态方程及其高压相变

 用金刚石压砧高压X光衍射技术研究了Ⅱ-Ⅵ族化合物CdTe的室温状态方程和室温高压相变。实验的最高压力达39.2 GPa。实验中发现CdTe从(3.3±0.1)GPa开始从闪锌矿结构相相NaCl结构相转变，相变时体积收缩15.8%；从(10.3±0.2)GPa开始从NaCl相向β-Sn结构相转变，相变时无体积突变；在(12.2±0.2)GPa由β-Sn相向正交结构相转变，相变时也无体积突变。CdTe的压缩数据用最小二乘法以Bridgman状态方程和Murnaghan状态方程拟合，得到其零压时合相变压力时各个相的体弹模量及体弹模量的压力微商，并与其它的实验合理论结果进行比较。     

非晶碳在高压下的压缩率与相变

 本文研究了非晶碳在4.5 GPa内的p-V关系，发现它在此压力范围内，有一个相变。     

最短轨道凝聚模型的相变

应用重整化群计算最短轨道模型的生长几率分布{P_α,i}及其构型权重C_α(2×2原胞和3×3原胞),从而得出多分形热力学的配分函数Z(q,L),自由能F(q,L),能量E(q,L),比热c(q,L)和广义维数D_q,结果表明该模型在q=q_c≈0处发生相变,即当q < q_c时,生长几率分布{P_α,i}不具有多分形性质。     

凝聚玻色气体在临界温度下发生的相变是一种三级相变

给出了一种可发生凝聚的理想玻色气体，处于临界温度下所发生的相变是三级相变的证明方法。     

气液相变过程亚稳态体相内部界面分析

利用热力学理论对亚稳态体相内部活化分子的聚集状态进行讨论,发现在无外界扰动的平衡状态下,体相内部活化分子绝大多数以单体形式存在,并给出了单体与聚集体的浓度关系。在聚集体浓度与聚集体内部分子数之间关系分析的基础上,推导出临界聚集浓度的表达式,从而确定体相处于过热(过冷)极限点时的内部分子能量分布特性,借以从分子聚集的角度来描述气液相变的物理图景。同时,利用体相在过热(过冷)极限点处的宏观性质来逆推体相与微小新相之间的界面张力γ,从而对经典理论的形核率作出修正。