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Molecular-dynamics study of dynamical properties of dense soft-sphere fluids; The Role of short-range repulsion of the intermolecular potential

分子動力学によるソフト球液体の動的性質の研究; 分子間力の短距離斥力の役割

神林 奨; 樋渡 保秋*

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逆ベキポテンシァルによって相互作用するソフト球液体について、等温分子動力学シミュレーションを実行した。このシミュレーション結果を用いて、液体の動的性質が、ポテンシァルの芝のやわらかさ(ソフトネス)によって、どのように変化するかを考察した。粒子拡散を特徴付ける自己拡散係数は、ソフトネスにほとんど依存せず、平均粒子間距離と熱速度によってスケーリング可能なことがわかった。一方、時間依存の粒子拡散を示す速度相間関数は、やわらかいポテンシァルほど振動的な相関を示し、メモリー関数による解析によって、これが粒子の協調的な運動によることがわかった。協調的な粒子運動の解析では、動的構造因子を計算し、やわらかなポテンシァルほど、音波のモードが広い波数領域にわたって存在することが明らかになった。これらの動的性質のソフトネス依存性は、前者のポテンシァルがかたく、後者のポテンシァルがやわらかいという不活性ガスと液体アルカリ金属の違いとよく対応しており、従来の静的性質での結果とよい一致を示した。

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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