渗流模型在临界现象和相变中的应用

本文阐述了渗流模型及其特征和它与临界现象及相变的联系，举例说明它在临界现象与相交中的应用，并给出了用计算机模拟座渗流的例子．     

Centered-triangular晶格上渗流模型

渗流模型一直是相变与临界现象的研究热点.由于其有着广泛的应用而有重要的研究价值.利用数值转移矩阵和有限尺寸标度分析相结合的方法研究了centered-triangular晶格上的棒渗流和点渗流,得到了相应的临界阈值和临界性质.     

非平衡相变临界指数及普适性

在非平衡相变临界现象中也存在着普适规律,其包含的内容比平衡相变临界现象的情况更复杂、更丰富。非平衡相变对临界普适类的划分也更为精细,本文在非平衡相变规格化模型的基础上,考察了非平衡相变的临界普适性以及影响普适类的因素,计算出了三种普适类的临界指数值及其满足的标度关系,其结果与已知的实验值吻合得较好,在一定程度上揭示出非平衡相变的临界普适规律。此外,本文还讨论了平衡相变与非平衡相变在临界现象上的差别与联系,揭示了两者在普适性方面的统一。     

随机派系网络的渗流相变研究

现实的复杂网络往往具有小世界特征和模块化层次结构,随机派系(Clique)网络不仅有高的聚类系数和短的平均路径长度(小世界特征),而且具有模块化层次结构,可以较好地描述现实世界中许多复杂网络的结构特征.本文采用蒙特卡罗模拟方法和临界现象有限尺度标度理论对该网络的渗流相变进行了研究.在网络的演化过程中,其最大团簇单时间步的最大尺度跳跃及对应的时间步可以用来确立临界行为和临界点.我们的模拟研究表明:随机派系网络的渗流相变都为连续相变,不同派系大小k的相变点发生的时间步不同,但约化边数相同;网络最大团簇的最大尺度跳跃?与网络大小N呈幂律关系,幂指数对应于渗流相变的序参量临界指数,且不随派系大小k变化;与?相关的另外三个临界指数也不随k值变化,与ER随机网络的临界指数相等.这些结果表明随机派系网络的渗流相变与ER网络渗流相变同属一个普适类.我们的研究加深了对复杂网络模块化层次结构产生机理的认识,有助于进一步认识复杂网络的渗流相变.     

平衡相变与非平衡相变的临界统一

平衡相变与非平衡相变虽然是不同质态背景下的相变,但其临界行为却有极大的相似性。在一般相变的规格化模型基础上,两类相变的临界行为可由统一的理论来描述。本文以非平衡相变的规格化模型为基础,考察了两类临界现象在参考态、势函数、相关函数、可标数、可标度性、临界指数、标度律和普适性方面的相互关系,论证了两类相变的临界统一性,从而看出非平衡相变的临界理论比平衡相变临界理论更丰富、普适,平衡相变的临界现象可作为非平衡相变的临界现象的极限而含于同一理论体系中。     

临界现象的现代方法

临界现象的研究是现代物理学的最有趣领域之一。本书从现代凝聚态物理学的观点出发，简要而全面地介绍临界现象和重整化群理论的原理和技术。书中讨论了磁体、超流体、超导体和规范场理论中的相变，并注意到当今物理学研究的前沿课题：超导中规范场的波动、Kosterlitz-Thouless转变、双重转换和量子相变。     

图版

相变和临界现象是一种普遍存在的物理现象,它既发生于人们的日常生活中(例如冰融化成水),又是产生新奇物态的普遍机制(例如高温超导体的形成).通常的相变由热涨落驱动,也称经典相变.量子相变则发生在绝对零温,在外参数变化时由量子涨落驱动.建立在对称性破缺,序参量涨落和重整化群基础上的朗道-金兹堡-威尔逊理论(Landau-Ginzburg-Wilson,LGW)成功解释了经典相变.而通常的量子相变,也可以通过路径积分表示映射到更高维的经典情况,进而纳入LGW的理论框架内.然而,近年来实验上不断发现不能用LGW理论描述的量子临界现象,例如铜氧化物超导体和重费米金属.如何从理论上理解这些现象成为了统计物理学和凝聚态理论中一个重要的研究课题.     

具有2个长度尺度的量子临界现象

正相变和临界现象是一种普遍存在的物理现象,它既发生于人们的日常生活中(例如冰融化成水),又是产生新奇物态的普遍机制(例如高温超导体的形成).通常的相变由热涨落驱动,也称经典相变.量子相变则发生在绝对零温,在外参数变化时由量子涨落驱动.建立在对称性破缺,序参量涨落和重整化群基础上的朗道-金兹堡-威尔逊理论(Landau-Ginzburg-Wilson,LGW)成功解释了经典相变.而通常的量子相变,也可     

量子扰动下引力的临界现象(英文)

相变和临界现象是热力学和统计力学中非常有趣的课题.引力与热力学有着深刻和本质的联系.接近临界点,涨落非常明显.因此,对于普通物质(由非引力作用控制的系统)在临界点附近如果我们忽略涨落,临界现象会变的非常不同.发现RN-AdS空间的临界指数在考虑到完全的量子微扰效应后保持不变.这个研究指出了引力系统与普通热力学系统的一个关键不同点.     

非平衡相变的临界标度律

标度思想同样适用于非平衡相变系统,在非平衡相变临界点邻域内,存在着与之相适应的标度律。本文在一般非平衡相变系统规格化模型的基础上,注意到非平衡相变与平衡相变临界行为的相似性,定义了一组临界指数来刻划非平衡相变的临界行为,并导出了非平衡临界的标度关系,在一定程度上揭示了非平衡相变的临界特征。讨论了两种临界现象的差别与联系,将平衡临界的标度律做为非平衡临界的标度律的一种特例含于同一理论体系中。     

Ising模型的临界性质

利用重整化群变换和自旋重标相结合的方法,研究m分支Koch曲线的Ising模型的相变和临界现象.求出了系统的临界指数,发现临界指数只与Koch曲线的分形维数有关.     

王健：物理学界的“博士”

他的生命轨迹，离不开一个“博”字。治学之博他年轻尚青，正处于科研人生的黄金年龄，却已做出了不菲的成绩，涉及物理学的数个专业：曾在很多领域进行过一系列研究工作，包括临界现象与相变理论，光的局域化与光子晶体，以及生物物理等，现在的研究方向是介观体系和纳米结构中的量子输运问题。     

5维Gauss-Bonnet-AdS黑洞的热力学和临界现象

把宇宙学常数理解为压强,利用标准的热力学方法讨论了5维Gauss-Bonnet-Ad S黑洞系统的热力学和临界现象.把Bekenstein-Hawking熵作为黑洞系统的熵,发现在5维球对称的Gauss-Bonnet-Ad S黑洞中存在相变现象.进一步计算了相变点的临界指数,发现他们满足热力学普适标度规律.     

二维微正则Ising模型临界相变的Q2R方法

利用元胞自动机Q2R／WQ2R方法研究了二维微正则Ising模型的临界相变,计算结果表明此数值仿真能够显示二维晶格在孤立条件下的自发磁化,并且观察到了相变临界现象,得到了临界能量．文中确立的方法可以为三维Ising模型的仿真计算打下基础．     

考虑相变的寒区隧道温度与渗流耦合的理论与数值模拟

岩体渗流场与温度场的耦合问题是岩体水力学最重要的研究内容之一,随着越来越多的寒区工程问题暴露,对寒区岩体渗流场与温度场进行系统的分析势在必行.推导了考虑相变的温度场影响下的渗流场控制微分方程以及渗流场影响下的温度场控制微分方程,并利用FLAC3D3.0软件中的FISH语言编写程序模拟嘎隆拉隧道,在考虑相变的情况下,通过对比考虑渗流和不考虑渗流的温度场,得知不考虑渗流的影响会夸大冻融圈厚度的结果.     

平衡态统计物理：物质相态及相转变

这是一本循序渐进地介绍物质不同相态及相转变统计力学的教科书。不同于以往的统计物理教科书，它在平衡统计物理的范畴内给学生介绍了更宽范围的相态及相转变过程。全文只涉及普通物质和软物质的简单模型，但提供了全面、详细的研究。用教学的方式展开主题，从基础人手，从简单的理想体系到相互作用体系，并以较前沿的课题结尾。后者包括对临界现象的再归一化组的方法、界面的密度泛函理论、向列型液晶的拓扑缺陷及相变过程的动力学。方程推导详细，提出了存在的问题及对策，并且还介绍了一些现代计算机模拟方法。这本教科书在相变理论的入门水平上给学生提供了完整的物理概念。     

磁相变材料专题·编者按

正相变行为普遍存在于物质世界,是材料学和凝聚态物理领域关注的基本现象和重要课题.经典相变伴随着体系的对称破缺,可以由以序参量为基本热力学参量的朗道相变理论完美地描述.相变过程中,不同物态之间相互转化,伴随着丰富的临界现象.作为固态相变中的一类相变,马氏体相变不发生原子的长程扩散,只有原子的短程位移.温度、应力等外部自由度可以驱动马氏体相变的发生,并对外输出应变、电阻变化、潜热等物理效应.     

非平衡相变的临界可标度性

在非平衡相变的临界点邻域内也存在着标度性,即广义齐次函数形式的标度假设也适应于非平衡相变的临界现象。本文在一般非平衡相变系统的规格化模型基础上,考察了在非平衡相变临界点无限小邻域内相关函数和广义势的可标度性,论证了它们都是参自变量的广义齐次函数,即在标度变换下它们的变化形式恰好与标度假设的理论思想和数学表述相符合。在一定程度上证实了非平衡临界的可标度性,并断言了非平衡临界标度的存在。     

连续相变临界现象的场论描述

肯尼思·威尔逊把量子场论中的重正化方法推广到相变理论中,成功地解释了临界现象.笔者曾就坐标空间讨论过这一问题.[见信阳师院学报(自然科学版)1983年第一期]本文试图用标准场论形式作进一步探讨.     

非平衡相变与平衡相变的临界相似关系及其统一性(英文)

在ＮＰＣ规格化模型的基础上,充分注意了平衡相变与非平衡相变两类临界现象间的主要差异和相似之处,从参考态、势函数、相关函数、临界可标度性、临界指数、标度律、临界普适性等方面考察了这两类临界观象的相互关系．结果表明,平衡相变临界观象（ＥＰＣ） 可看作是非平衡相变临界现（ＮＰＣ） 的一种特殊情况,平衡相变的临界标度律是非平衡相变临界标度律关系族中的一组关系式,即ＮＰＣ标度律具有更大的普适范围,这说明ＥＰＣ与ＮＰＣ 在临界标度性方面可由统一的理论来描述,在一定的条件下两者可统一起来．