کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
1836044 1527101 2014 20 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Simulations of cold nuclear matter at sub-saturation densities
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی مواد هسته ای سرد در تراکم های زیر اشباع
کلمات کلیدی
فیزیک هسته ای، انتقال فاز هسته ای، شبیه سازی دینامیک مولکولی، اثرات اندازه محدود
ترجمه چکیده
انتظار میرود ماده ایده آل ماده هسته ای در مرحله ترمودینامیکی در مرحله اول انتقال قرار گیرد. در چنین انتقال فاز، اندازه نوسانات چگالی (حباب یا قطرات) با اندازه سیستم مقیاس می گیرد. این به این معنی است که شبیه سازی مواد هسته ای در تراکم های زیر اشباع، به طور ناچیز از چیزی که به ندرت به عنوان یک اثر اندازه محدود نامیده می شود رنج می برد. معمولا تصور می شود که این اثرات اندازه محدود با قرار دادن شرایط مرزی دوره ای و ایجاد سیستم به اندازه کافی بزرگ می شود، اما همانطور که در این کار نشان می دهیم، این در واقع در مورد چگالی های اشباع زیر نیست. در این مقاله، تنظیمات تعادلی شبیه سازی های دینامیکی مولکولی یک مدل کلاسیک برای مواد هسته ای ایده آل متقارن (بدون تخلیه) در چگالی های زیر اشباع و دمای پایین، که در آن فاز همزمانی در حد ترمودینامیکی انتظار می رود، تحلیل می شود. ما نشان می دهیم که سازگاری پایدار ترین در این محدوده چگالی تقریبا به طور کامل توسط جنبه های مصنوعی شبیه سازی (به عنوان مثال شرایط مرزی) تعیین می شود و می تواند به صورت تحلیلی با حداقل سازی سطح پیش بینی شده است. این نتیجه بسیار عمومی است و نشان داده شده است که برای چندین مدل شناخته شده نیمه کلاسیک از تعامل هسته ای و حتی برای یک پتانسیل لنارد جونز درست است. همچنین، در حد سیستم های بسیار بزرگ، زمانی که اندازه کوچک؟ اثرات را می توان نادیده گرفت، این تنظیمات تعادل به نظر می رسد محدود به چند ساختار یادآور به یک فنجان پاستا؟ انتظار میرود در ماده نوترون ستاره، اما ناشی از یک منبع کاملا متفاوت: در مواد نوترون ستاره، ساختارهای غیر همگانی از رقابت بین واکنش های هسته ای و کولن بوجود می آیند در حالیکه برای ماده ایده آل هسته ای از محدودیت (اما نه کوچک) ظاهر می شود. ؟) اثرات اندازه. نقش شرایط مرزی دوره ای و اثرات اندازه محدود در شبیه سازی ماده نوترون ستاره مورد بررسی قرار می گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم فیزیک هسته ای و انرژی بالا
پیش نمایش مقاله
شبیه سازی مواد هسته ای سرد در تراکم های زیر اشباع
چکیده انگلیسی
Ideal nuclear matter is expected to undergo a first order phase transition at the thermodynamic limit. At such phase transitions the size of density fluctuations (bubbles or droplets) scale with the size of the system. This means that simulations of nuclear matter at sub-saturation densities will inexorably suffer from what is vaguely referred to as “finite size effects”. It is usually thought that these finite size effects can be diminished by imposing periodic boundary conditions and making the system large enough, but as we show in this work, that is actually not the case at sub-saturation densities. In this paper we analyze the equilibrium configurations of molecular dynamics simulations of a classical model for symmetric ideal (uncharged) nuclear matter at sub-saturation densities and low temperatures, where phase coexistence is expected at the thermodynamic limit. We show that the most stable configurations in this density range are almost completely determined by artificial aspects of the simulations (i.e. boundary conditions) and can be predicted analytically by surface minimization. This result is very general and is shown to hold true for several well known semi-classical models of nuclear interaction and even for a simple Lennard-Jones potential. Also, in the limit of very large systems, when “small size” effects can be neglected, those equilibrium configurations seem to be restricted to a few structures reminiscent to the “Pasta Phases” expected in Neutron Star matter, but arising from a completely different origin: In Neutron Star matter, the non-homogeneous structures arise from a competition between nuclear and Coulomb interactions while for ideal nuclear matter they emerge from finite (yet not “small”) size effects. The role of periodic boundary conditions and finite size effects in Neutron Star matter simulations are reexamined.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Nuclear Physics A - Volume 923, March 2014, Pages 31-50
نویسندگان
, , , ,