Thermodynamic stability of hard sphere crystals in dimensions 3 through 10
Thermodynamic stability of hard sphere crystals in dimensions 3 through 10
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3 至 10 维硬球晶体的热力学稳定性
DOI：
10.1140/epje/s10189-021-00104-y
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Morse, Peter K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Charbonneau, Patrick;Gish, Caitlin M.;Hoy, Robert S.;Morse, Peter K.
尽管人们对坚硬球体的亚稳液体分支--从低维到高维--已经有了很多了解，但它的晶体分支在很大程度上仍未被探索。特别是，目前还不清楚晶体相在高维空间中是否在热力学上是稳定的，因此晶体的平均场理论是否准确。为了确定硬球晶体的稳定范围，本文通过数值模拟估算了硬球晶体的状态方程，并用推广的Frenkel-Ladd格式计算了绝对晶体自由能，从而确定了流晶共存的条件。结果表明，晶相至少在此之前是稳定的，尺寸趋势表明，晶体的稳定性很可能会持续到那个点之后。
Although much is known about the metastable liquid branch of hard spheres—from low dimensiondup to—its crystal counterpart remains largely unexplored for. In particular, it is unclear whether the crystal phase is thermodynamically stable in high dimensions and thus whether a mean-field theory of crystals can ever be exact. In order to determine the stability range of hard sphere crystals, their equation of state is here estimated from numerical simulations, and fluid-crystal coexistence conditions are determined using a generalized Frenkel–Ladd scheme to compute absolute crystal free energies. The results show that the crystal phase is stable at least up to, and the dimensional trends suggest that crystal stability likely persists well beyond that point.
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DOI：
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B. Peters