Квазитвердотельная Микроскопическая Динамика В Равновесных Классических Жидкостях. Самосогласованная Релаксационная Теория

Abstract

В рамках концепции временны́х корреляционных функций развивается самосогласованная релаксационная теория поперечной коллективной динамики частиц в жидкостях. Теория согласуется с хорошо известными результатами как для коротковолнового предела (динамика свободно движущейся частицы), так и для длинноволнового (гидродинамического) предела. Получено общее выражение для спектральной плотности $C_\mathrm{T}(k,\omega)$ поперечного потока частиц, реализуемое в диапазоне волновых чисел $k$. В области микроскопических пространственных масштабов, сопоставимых с масштабом действия эффективных сил межчастичного взаимодействия, теория воспроизводит переход от режима с типичной равновесной жидкостной динамикой к режиму с коллективной динамикой частиц, в которой проявляются свойства, подобные свойствам твердых тел: эффективная сдвиговая жесткость, поперечные (сдвиговые) акустические волны. В рамках соответствующих приближений получены выражения для спектральной плотности поперечного потока частиц для всех характерных режимов в равновесной коллективной динамике. Получено выражение для закона дисперсии поперечных (сдвиговых) акустических волн, а также соотношения для кинематической сдвиговой вязкости $\nu$, скорости поперечного звука $v^{(\mathrm{T})}$ и соответствующего коэффициента затухания звука $\Gamma^{(\mathrm{T})}$. Теоретические результаты сопоставляются с результатами моделирования атомарной динамики жидкого лития вблизи точки плавления.