КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И ПЛАВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ЗАРЯДОВ В КЛАСТЕРЕ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ
Лившиц А.М., Лозовик Ю.Е.

Поступила в редакцию: 26 Января 2007

PACS: 61.46.Bc, 36.40.Wa, 67.40.Jg, 64.70.Nd

DJVU (281.7K)

PDF (702.2K)

Исследована система одноименных (положительных либо отрицательных) зарядов, образующих «снежки» либо «пузырьки» в трехмерном кластере жидкого гелия. Заряды удерживаются внутри кластера благодаря «потенциалу изображения», возникающему из-за поляризации жидкого гелия. Рассмотрена стабильность многозарядного гелиевого кластера. С использованием компьютерного моделирования исследованы кристаллизация и плавление системы зарядов в зависимости от безразмерного параметра T^*=k_BTε R/e², где k_B - постоянная Больцмана, T - температура, ε - диэлектрическая проницаемость жидкого гелия, R - радиус кластера, e - величина единичного заряда. Для равновесных конфигураций зарядов найдены различные характеристики, в том числе группы симметрии и моменты, при числе зарядов в кластере N = 1-100. При малых для описания структуры равновесных конфигураций зарядов может быть использована модель Томсона последовательного заполнения «поясов» из зарядов. При больших N более адекватным является описание структуры, сформированной зарядами, при помощи представления о квазидвумерной «замкнутой треугольной решетке» с топологическими дефектами. Формально такое описание справедливо, начиная с N=4. Описано плавление «решетки» зарядов. Ряд выводов работы может быть обобщен на кластеры других благородных газов.